重复经颅磁刺激干预阿尔茨海默病：促进神经元和突触生长、发育、凋亡和细胞间交流的调控

doi:10.4103/NRR.NRR-D-23-01201

摘要/Abstract

摘要：

阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病，存在突触传递和平衡失调问题。阿尔茨海默病患者的大脑往往过度兴奋和不同步，导致神经变性，最终影响日常生活活动能力，使患者丧失工作能力。重复经颅磁刺激是一种经济有效的神经调节技术，可用于多种神经系统疾病。在过去二十年中，它已被广泛用于预测认知功能衰退、确定病理生理标记、促进神经可塑性以及评估大脑兴奋性、可塑性和连接性。它还被应用于痴呆患者，因为它可以对认知产生改善作用，并在神经系统损伤后促进大脑恢复。然而，由于研究数量有限，其在分子和突触水平上的治疗效果尚未得到阐明。此综述首先概述了重复经颅磁刺激在改善Aβ沉积中的作用。然后，重点讨论了重复经颅磁刺激对神经元细胞及突触生长、发育、凋亡和细胞间交流的调控效果，分析了重复经颅磁刺激对突触结构和功能可塑性的影响及可能机制，最后总结了重复经颅磁刺激对认知改善的临床作用。了解重复经颅磁刺激对神经系统的作用将有助于为神经退行性疾病的早期治疗提供思路。

https://orcid.org/0000-0002-6197-914X (Kai Wang); https://orcid.org/0000-0003-0646-1353 (Xingqi Wu); https://orcid.org/0000-0002-1683-2739 (Panpan Hu)

Abstract: Alzheimer’s disease is a neurodegenerative disease resulting from deficits in synaptic transmission and homeostasis. The Alzheimer’s disease brain tends to be hyperexcitable and hypersynchronized, thereby causing neurodegeneration and ultimately disrupting the operational abilities in daily life, leaving patients incapacitated. Repetitive transcranial magnetic stimulation is a cost-effective, neuro-modulatory technique used for multiple neurological conditions. Over the past two decades, it has been widely used to predict cognitive decline; identify pathophysiological markers; promote neuroplasticity; and assess brain excitability, plasticity, and connectivity. It has also been applied to patients with dementia, because it can yield facilitatory effects on cognition and promote brain recovery after a neurological insult. However, its therapeutic effectiveness at the molecular and synaptic levels has not been elucidated because of a limited number of studies. This study aimed to characterize the neurobiological changes following repetitive transcranial magnetic stimulation treatment, evaluate its effects on synaptic plasticity, and identify the associated mechanisms. This review essentially focuses on changes in the pathology, amyloidogenesis, and clearance pathways, given that amyloid deposition is a major hypothesis in the pathogenesis of Alzheimer’s disease. Apoptotic mechanisms associated with repetitive transcranial magnetic stimulation procedures and different pathways mediating gene transcription, which are closely related to the neural regeneration process, are also highlighted. Finally, we discuss the outcomes of animal studies in which neuroplasticity is modulated and assessed at the structural and functional levels by using repetitive transcranial magnetic stimulation, with the aim to highlight future directions for better clinical translations.

Key words: Alzheimer’s disease, amyloid deposition, apoptotic mechanisms, biomarker, neural regeneration, neurodegeneration, repetitive transcranial magnetic stimulation, synaptic plasticity

. 重复经颅磁刺激干预阿尔茨海默病：促进神经元和突触生长、发育、凋亡和细胞间交流的调控[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2024, 20(2): 326-342.

Yi Ji, Chaoyi Yang, Xuerui Pang, Yibing Yan, Yue Wu, Zhi Geng, Wenjie Hu, Panpan Hu, Xingqi Wu, Kai Wang. Repetitive transcranial magnetic stimulation in Alzheimer’s disease: effects on neural and synaptic rehabilitation[J]. Neural Regeneration Research, 2024, 20(2): 326-342.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

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延伸阅读

NRR：安徽医科大学汪凯团队总结重复经颅磁刺激在阿尔茨海默病神经再生和修复中的调控作用

重复经颅磁刺激（Repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS）一种非侵入性的神经调控手段，有望成为早期干预阿尔茨海默病的新技术。rTMS可以通过减少Aβ沉积、调节胶质细胞功能和调节树突棘生长起到保护神经和提高突触可塑性的作用。rTMS在神经系统中的功能是目前研究的热点之一，特别是在近两年有了新的进展。但是，这个主题还有待更新和总结。安徽医科大学汪凯教授团队在发表于《中国神经再生研究（英文版）》杂志2025年2期的综述中，首先概述了rTMS在改善Aβ沉积中的作用。然后，重点讨论了rTMS对神经细胞及突触生长、发育、凋亡和细胞间交流的调控效果，分析了rTMS对突触结构和功能可塑性的影响及可能机制，最后总结了rTMS对认知改善的临床作用。了解rTMS对神经系统的作用将有助于为神经退行性疾病的早期治疗提供重要依据。

来自汪凯教授团队认为，rTMS可以通过减少Aβ生成及促进其清除而改善神经微环境，也可以调节神经元凋亡与再生，发挥神经保护作用，但其具体通路及rTMS调控胶质细胞功能的具体机制还有待研究。rTMS对认知功能的改善与突触可塑性密切相关。在结构可塑性方面它可以影响结构可塑性蛋白、促进树突棘形成和其连接的更新；在功能可塑性方面，rTMS可以调控皮质兴奋与抑制活动、调节神经递质水平并增强脑网络内功能连接。然而，关于rTMS的临床应用仍具有诸多挑战，其怎样更有效地结合到临床治疗上正成为研究者关注的焦点，其中最为关键的问题是如何控制结果的异变性及如何通过精准定位和方案设计更好地做到个体化治疗。