中風后記憶變差怎么辦？華中科技大學郭峰團隊揭示rTMS通過SDF-1α/CXCR4軸改善白質損傷機制

2025年12月9日，華中科技大學郭峰教授在Brain and Behavior發表：Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation Improves Cognitive Impairment via the Regulation of White Matter Injury in Rats With Ischemic Stroke，揭示了重復經顱磁刺激通過調節缺血性卒中大鼠的白質損傷改善認知障礙。

卒中后認知障礙（PSCI）是中風后常見的問題，但目前有效療法不多。重復經顱磁刺激（rTMS）是一種無創的腦刺激技術，已被嘗試用于改善卒中患者的認知功能，但其具體作用機制還不清楚。本研究提出：rTMS可能通過減輕白質損傷來改善PSCI，而白質損傷在腦缺血中起關鍵作用。研究人員用大鼠建立缺血性卒中模型，通過MRI（包括DTI和DTT）評估腦和白質損傷，并結合行為學測試（如mNSS評分和Morris水迷宮）評估神經和認知功能。結果發現，10 Hz的rTMS能促進大鼠神經功能恢復、改善認知障礙，減輕腦梗死和白質損傷。而且，這種效果與SDF-1α/CXCR4信號軸的激活密切相關。

圖一 rTMS對大鼠術后缺血性損傷的影響

在MCAO（大腦中動脈閉塞）大鼠模型研究中，通過T2加權成像（T2WI）觀察到急性期梗死區域呈現高信號，并利用表觀擴散系數（ADC）比值評估缺血損傷程度。

結果：

假手術組未顯示出明顯病灶，其兩側大腦半球的ADC比值接近1。實驗發現，在閉塞后的第1天，接受和未接受重復經顱磁刺激（rTMS）治療的兩組（R組和M組）梗死嚴重程度非常相近。然而，隨著時間的發展，所有組別的梗死損傷逐漸減輕，表現為ADC比值逐漸升高。盡管在第7天時，兩組間的差異尚不顯著，但到了第14天，接受rTMS治療的R組相較于M組顯示出了更明顯的改善。此外，第7天時觀察到的ADC比值下降可能與腦缺血后出現的假性正常化現象有關。綜上所述，10 Hz rTMS能有效減輕MCAO大鼠的缺血損傷并促進恢復。

圖二 rTMS對缺血組織中SDF-1α/CXCR4軸相關組分表達的影響

為探討rTMS對SDF-1α/CXCR4通路的影響，作者在MCAO術后第7天和第14天通過Western blot分析和實時逆轉錄聚合酶鏈反應（RT?PCR）檢測了缺血腦組織中關鍵信號分子的表達水平。

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結果：

在兩個時間點，RA組中SDF-1α和CXCR4的蛋白表達水平均顯著低于R組。此外，R組在第7天和第14天的SDF-1α表達水平均顯著高于M組。盡管M組與R組在第7天的CXCR4表達差異不顯著，但在第14天，R組的CXCR4表達明顯高于M組。RT?PCR在兩個時間點也觀察到了各組間相同的趨勢。這些結果表明，SDF-1α/CXCR4軸可被AMD3100抑制，而rTMS能夠上調缺血腦組織中SDF-1α和CXCR4的表達水平。

圖三 rTMS對大鼠術后第1天、第7天和第14天行為表現的影響

為評估rTMS是否能緩解缺血大鼠的神經功能障礙，作者采用了改良神經功能缺損評分（mNSS）。

結果：

假手術組大鼠的mNSS評分為0。接受MCAO手術的大鼠在缺血后第1天表現出嚴重的神經功能缺損。各缺血組大鼠在術后第1天的評分無明顯差異。與術后第1天相比，rTMS組在第7天和第14天的mNSS評分均顯著降低。在術后第14天，R組大鼠的神經功能較M組有明顯改善。此外，在第14天，R組與RA組之間也存在顯著差異。另外，M組、RA組和MA組在第7天和第14天的評分差異均無統計學意義。這些結果表明，rTMS能有效減輕MCAO大鼠的神經功能缺損，而AMD3100在第14天可完全阻斷rTMS的這一作用。

圖四 rTMS對認知障礙的影響

研究人員通過Morris水迷宮實驗評估大鼠的認知功能，主要觀察找到隱藏平臺的平均時間（逃避潛伏期）以及在空間探索階段60秒內穿越原平臺位置的次數。結果顯示，所有接受缺血手術的大鼠（M組、R組和RA組）在訓練期間的逃避潛伏期均明顯長于假手術組，表明存在認知障礙；但在實驗后期，接受10 Hz rTMS治療的R組比未治療的M組和RA組找平臺更快且其表現與假手術組無顯著差異。在空間探索測試中，假手術組穿越原平臺位置的次數最多，R組雖略低于假手術組，但顯著高于M組和RA組。這些結果表明，rTMS能有效改善MCAO大鼠的學習和空間記憶能力。

本研究具有重要的科學與臨床意義：首次在活體動物中結合DTT發現rTMS可通過激活SDF-1α/CXCR4信號軸減輕缺血性卒中后的白質損傷，從而改善PSCI，為闡明rTMS的神經修復機制提供了新證據。研究整合了MRI、行為學和分子生物學等多維度方法，構建了從腦結構到分子通路的綜合評估體系，深化了對卒中后腦可塑性的理解。更重要的是，結果支持rTMS作為一種安全、非侵入性干預手段在卒中康復中的應用潛力，并提示SDF-1α/CXCR4軸可能是未來促進白質修復和認知恢復的治療靶點，為開發精準康復策略奠定基礎。

文章來源

https://doi.org/10.1002/brb3.71117

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