丰富环境通过促进双侧突触重塑改善脑缺血后认知功能障碍的机制研究

科研动态

复旦大学附属华山医院康复医学科

图1 发表论文的首页

复旦大学附属华山医院康复医学最新研究报道：丰富环境（enriched environment，EE）干预可以促进脑缺血小鼠双侧海马区突触相关蛋白（GAP-43、SYN）表达增加，而且GAP-43、SYN表达增加与认知功能结果的相关性分析表明，对侧GAP-43、SYN表达增加的相关性更强。这表明EE可能通过双侧海马区突触重塑促进脑缺血后的认知功能恢复。对侧突触重塑不仅影响同侧突触重塑，而且影响认知功能，对侧突触重塑可能在认知功能恢复中起着更重要的作用。该研究于2019年11月，以“丰富环境通过促进海马区突触可塑性改善脑缺血小鼠认知功能障碍”（Enriched Environment Promoted Cognitive Function via Bilateral Synaptic Remodeling After Cerebral Ischemia）为题，发表于神经病学领域期刊《frontiers in Neurology》(IF =2.635)上，现以母语说明如下：

引言

脑缺血引起的认知功能损害严重降低了生活质量，我们之前的研究表明，海马区突触重塑在认知功能恢复中起着关键作用，丰富的环境可以增强脑灌注不足时突触的可塑性，减轻认知功能障碍。在之前研究的基础上，我们采用免疫荧光染色和western blot检测，聚焦对侧海马区相关蛋白（SYN、GAP-43）的表达。结果表明，与标准饲养组相比，丰富环境促进了双侧海马区SYN和GAP-43的表达。对侧脑GAP-43与SYN表达及认知功能恢复的相关性高于同侧脑，对侧脑在脑缺血后认知功能障碍恢复中可能起着更重要的作用。

小鼠pMOCA模型制作

1. 所需仪器及试剂

图2 A：手术操作平台 B：气麻机 C: 异氟烷麻醉剂 D：脑血流检测仪

2. 脑血流量检测

图3 A：健侧血流值 B：梗塞侧血流值 C：双侧血流统计差异（n=8）

结果分析

1. 丰富环境组小鼠双侧海马区SYN的表达明显增高

图4 Western Blot及免疫荧光结果显示，丰富环境组小鼠双侧海马区SYN的表达量较标准饲养组明显增加

2. 丰富环境组小鼠双侧海马区GAP-43的表达明显增高

图5 Western Blot及免疫荧光结果显示，丰富环境组小鼠双侧海马区GAP-43的表达量较标准饲养组明显增加

3. 相关性分析表明：小鼠空间学习及记忆功能的改善与对侧海马区GAP-43、SYN的表达的相关性高于梗塞侧。

图6 相关性分析

讨论

先前的研究表明，大脑具有通过重新映射存活网络来补偿组织损伤的内在能力。这些过程被认为是卒中后自发功能恢复的基础。目前，各种研究多集中在受损区域或其附近区域。然而，一些研究证实脑卒中可以影响大脑半球之间的相互作用，改变一个半球传递给另一个半球的生物信号物质。脑卒中后对侧半球的功能是一个特别有争议的研究领域，一些研究表明，对侧半球在脑卒中后恢复中起着积极的作用，另有研究认为，对侧半球是脑卒中后恢复的障碍。本研究在既往研究的基础上，对脑卒中后双侧大脑半球突触素相关蛋白的表达进行了研究。

丰富环境干预可以促进脑缺血后小鼠双侧海马区突触相关蛋白（GAP-43、SYN）表达增加，而且GAP-43、SYN表达增加与认知功能结果的相关性分析表明，对侧GAP-43、SYN表达增加的相关性更强。对侧海马区在脑缺血认知功能恢复中可能起着更重要的作用。

局限性

本研究的局限性在于，单纯研究对侧突触对认知功能的影响，不能消除同侧突触对认知功能的影响。因此需要进一步优化实验设计。

结论

总之，我们的数据表明EE可能通过突触重塑促进脑卒中后的认知恢复。对侧突触重塑不仅影响同侧突触重塑，而且影响认知功能。对侧海马区突触重塑可能在认知功能恢复中起着更重要的作用。

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吴毅教授点评：

该文章在前一篇文章的基础上，聚焦对侧海马区在脑缺血认知功能恢复中的作用，表明对侧海马区突触重塑可能起着更重要的作用。虽然该研究有一定局限性，但该研究提出了对侧海马区在脑缺血后认知功能障碍恢复的作用，为脑缺血后认知功能障碍提供了一个新的思路和方向。

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作者简介

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王传杰 复旦大学康复医学与理疗学博士，副主任医师，主要研究方向为神经康复、骨科康复。入选金山区优秀人才培养计划。担任中国康复医学会脑功能检测与神经调控专委会委员，上海市康复医学会脑功能检测与神经调控专委会委员，上海市康复医学会神经康复专委会委员。参与国自然课题等多项，主持局级课题一项，发表论著10余篇，其中SCI论著3篇。

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31781025/

WangC, Zhang Q, Yu K, Shen X, Wu Y, Wu J. Enriched Environment Promoted CognitiveFunction via Bilateral Synaptic Remodeling After Cerebral Ischemia. FrontNeurol. 2019;10:1189. Published 2019 Nov 12. doi:10.3389/fneur.2019.01189

编辑：章云枫

版块负责人：贾杰

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