中国神经再生研究(英文版) ›› 2022, Vol. 17 ›› Issue (4): 781-782.doi: 10.4103/1673-5374.322458
电刺激选择功率谱密度来加速周围神经再生
Accelerating peripheral nerve regeneration using electrical stimulation of selected power spectral densities
Wei-Ming Yu, Madelyn A. McCullen, Vincent C.-F. Chen*
- Department of Biology, Loyola University of Chicago, Chicago, IL, USA (Yu WM)
Engineering Program, Loyola University of Chicago, Chicago, IL, USA (McCullen MA, Chen VCF)
摘要： Neural Regen Res：电刺激促进周围神经再生
外周神经损伤是肢体创伤或慢性压迫的常见后果，美国每年报告的患病率为43.8/100万（平均），并伴随着护理费用的逐年增加。多项研究发现应用电刺激可以加速周围神经再生，从而缩短周围神经生长时间，降低护理成本。在大多数研究中，有效增强功能恢复的电刺激模式采用高频（50–100 Hz）正弦波信号或低频（< 20 Hz）脉冲波信号。许多应用电刺激促进周围神经再生的研究已经在哺乳动物模型系统中进行。周围神经损伤的啮齿动物模型应用最为广泛。啮齿动物易于长期低成本饲养，繁殖率高，世代短，寿命快。使用啮齿动物模型的好处还包括有机会进行完善的行为分析，以评估其功能恢复。与小鼠相比，大鼠的周围神经直径更大，更容易进行手术干预，以操纵、修复或应用电刺激。尽管大鼠模型具有这些优点，但不同的转基因小鼠品系仍然广泛存在。因此，这些小鼠模型具有在分子水平上解决问题的优势，并允许使用遗传学方法来描绘感兴趣的细胞反应。中等大小的动物模型如兔子和猫也被用来研究电刺激对周围神经再生的影响。它们的外周神经更大、更粗，其外周神经的再生能力与人类更为相似。然而，高成本、高强度的维护工作、动物权利团体和公众反对使用它们以及较长的操作时间限制了它们作为研究电刺激对周围神经再生的模型的使用。
来自美国芝加哥洛约拉大学生物系的Vincent C.-F. Chen团队认为后肢神经是研究周围神经再生最常用的神经。包括坐骨神经、腓总神经、胫神经和股神经。在后肢神经中，坐骨神经是最常用的。在上述所有哺乳动物中，坐骨神经是体内最大最厚的神经。即使在啮齿动物这样的小型哺乳动物中，通过挤压或横切也很容易定位和引入损伤。坐骨神经形成几个分支并支配多个肌肉。由于每个分支可能表现出不同的再生能力，并在不同程度上重新支配肌肉靶点，因此在实验中更难一致地评估功能和行为结果。坐骨神经的分支，如腓总神经，是根据其选择性神经支配的优势而选择的。除了允许更精确的结果测量外，腓总神经还可用于研究慢性疾病中的周围神经再生，如慢性轴切、慢性雪旺细胞失神经支配或慢性肌肉失神经支配。围绕这些情况的周围神经再生研究包括在切断两条神经后，将腓神经交叉缝合到胫神经（坐骨神经的另一分支）以进行延迟神经修复。引入股神经模型，研究运动神经元如何将轴突优先再生到运动支而不是感觉支。这个模型也证明了电刺激可以促进这种优先的神经再支配。前肢神经和头颈部神经由于较难接近和操作而较少用于研究周围神经再生，因此更难评价再生后的功能结果。最后，从动物受试者的两条后肢收集的数据提供了以最小可能的偏差比较周围神经损伤的双侧功能恢复的机会。
文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2022年 4 月 4 期发表。