非侵入性神经调控技术对于脑神经网络重建至关重要,而脑神经网络可参与脑卒中、帕金森病和精神障碍等中枢神经疾病。尽管神经调控技术已取得了重大的进展,但由于缺乏对神经环路的指导,最佳的神经刺激参数(大脑皮质靶点、刺激持续时间、抑制或兴奋模式)的选择仍然缺乏理论依据。此外,神经调控技术改善行为表现的机制也不清楚。最近,神经成像技术的进步为深入了解神经调控技术提供了一条新的道路。近红外脑功能成像技术作为一种新兴的脑功能成像技术,可通过测量大脑血流动力学来观察大脑活动,具有便携性、高运动耐受和抗电磁干扰的优点。将近红外脑功能成像技术与神经调控技术相结合,可以监测大脑皮质反应,并提供实时反馈,进而建立一个集评估、反馈和神经刺激干预的“闭环”调控系统,进而促进个体化精准神经康复的发展。此次综述总结了近红外脑功能成像的优点,对近红外脑功能成像在经颅磁刺激、经颅电刺激、神经反馈和脑-计算机接口这些脑神经调控技术的研究现状进行了系统总结。此外,对近红外脑功能成像在神经调控中的应用前景进行展望。总之,近红外脑功能成像结合神经调控技术可促进并优化中枢神经重组以更好地促进中枢神经疾病的恢复。
https://orcid.org/0000-0001-7791-0668 (Zengyong Li); https://orcid.org/0000-0003-3977-3206 (Daifa Wang); https://orcid.org/0000-0002-3198-0158 (Congcong Huo)
Na+/K+-ATP酶是一种钠钾泵,通过将三个Na+转运出细胞和两个K+转运进细胞中,在维持细胞膜上的电化学梯度方面发挥重要作用。Na+/K+-ATP酶还通过协调细胞膜上的离子浓度梯度参与Ca2+信号转导和神经递质释放。此外,Na+/K+-ATP酶与细胞膜上的多个离子通道协同作用,形成离子稳态调控的动态网络,并通过调节不同类型细胞之间的化学信号和离子平衡来影响细胞通讯。然而,现有的研究只阐明Na+/K+-ATP酶功能障碍在疾病发展中的重要作用,缺乏详细的机制来阐明Na+/K+-ATP酶如何影响细胞功能。文章提出Na+/K+-ATP酶的膜缺失涉及许多神经系统疾病的关键机制,特别是在脑卒中和帕金森病中。用抗体疗法来稳定细胞膜的Na+/K+-ATP酶是治疗这些疾病的新策略。因此,Na+/K+-ATP酶不仅是一个简单的离子泵,更是一种信号传导蛋白或细胞保护蛋白。然后,文章总结了中枢神经系统中Na+/K+-ATP酶新的生物学功能及NKA相关的发病机制。探讨了以Na+/K+-ATP酶为靶标治疗相关脑部疾病的新策略并希望未来可以开发出更多、更有效的方法来治疗神经系统疾病。
https://orcid.org/0000-0001-8000-3356 (Jinsong Bian)
缺血性脑卒中是导致全球死亡和残疾的主要原因,而临床上可供选择的治疗方法却很有限。干细胞疗法的出现为恢复脑神经元功能的脑卒中治疗领域带来了新希望。外源性神经干细胞(NSCs)被认为不仅有益于细胞替代,还能通过旁观者效应发挥作用。神经干细胞通过分泌生物活性物质,包括细胞外囊泡/外泌体,调节多种生理反应,如神经修复、内源性再生、免疫功能和血脑屏障通透性。然而,由于缺血性脑血管事件的微环境复杂,且移植后的间充质干细胞存活率较低,治疗效果的局限性仍未得到解决。文章详细地阐述了神经干细胞治疗缺血性脑卒中的潜在机制,以及神经干细胞治疗的临床应用策略和临床试验结果,总结了应用神经干细胞工程技术提高神经干细胞存活率及治疗效果的最新研究进展。最终认为,神经干细胞移植在脑缺血模型中显示出了良好的实验结果,未来其在治疗缺血性脑卒中的临床试验中的效果值得期待。
https://orcid.org/0000-0002-9729-8522 (Yi Yang); https://orcid.org/0000-0002-8922-3862 (Zhen-Ni Guo)
脑卒中患者所遗留的长期神经功能障碍,对个人的生活质量及社会经济产生严重影响,卒中后的中枢神经功能恢复也是脑卒中治疗的难题。迷走神经刺激疗法已获得美国食品和药物管理局批准,用于自闭症、难治性抑郁症、癫痫和阿尔茨海默病的探索性治疗。由于迷走神经刺激与改变神经递质和中枢神经元的可塑性等多种机制有关,有望成为治疗脑卒中的新型治疗技术,在全球多中心开展临床试验,目前也成为神经康复研究的热点之一。文章对近年来迷走神经刺激促进神经功能恢复的相关研究结果进行总结及更新,发现在急性缺血性脑卒中的动物模型中,迷走神经刺激疗法通过减少炎症反应、调节血脑屏障通透性、促进血管生成和神经轴突再生,缩小脑梗死面积、减轻脑卒中后的神经损伤,并改善脑卒中大鼠的学习和记忆能力。同时重点讨论了迷走神经刺激在临床试验中促进患者肢体感觉及运动功能恢复所取得的研究成果及进展,并展望迷走神经刺激疗法在未来脑卒中疾病中的运用前景及目前所面临的缺陷及不足。迷走神经刺激疗法在临床可与各种急、慢性期脑缺血疗法和常规康复疗法相结合,以更好地改善脑损伤后的神经功能。但在临床运用中仍有许多关于迷走神经刺激最佳选择和个性化参数设置的问题需要解决。
https://orcid.org/0000-0001-5572-6798 (Zhenxing Yang)
神经退行性疾病的发展与中枢神经系统稳态的破坏密切相关。小胶质细胞作为先天免疫细胞,在维持中枢神经系统稳态、损伤反应和神经退行性疾病中发挥着重要的作用。乳酸曾被认为是一种代谢废物,但是最近的研究逐渐发现了乳酸越来越多的生理功能。乳酸化是乳酸发挥功能的重要途径,可参与糖酵解相关的细胞功能、巨噬细胞极化、神经调节和血管生成等重要生命活动,并与多种疾病的发展有关。此次综述首先总结了乳酸代谢和小胶质细胞乳酸化、组蛋白与非组蛋白乳酸盐化的稳态调节,以及靶向乳酸盐的治疗方法。其次概述了小胶质细胞乳酸化的作用机制及其在中枢神经系统疾病中的研究现状,文章结果将为调控小胶质细胞乳酸化代谢以治疗中枢神经系统疾病提供帮助。
https://orcid.org/0000-0003-2121-7025 (Ying Wang)
癫痫是一种严重的且反复发作的多因素的神经系统疾病。对于癫痫的准确诊断和治疗需要对其发病机制有全面的了解。研究表明,癫痫的发病机制复杂,涉及基因表达、蛋白质表达、离子通道表达、能量代谢产物、肠道微环境等变量的变化。传统的治疗方法根治癫痫仍然很难实现。为解决癫痫引起的疼痛,临床上主要采用手术切除病灶、药物治疗和非药物治疗。其中生酮饮食、神经再生基因治疗和神经调控等非药物治疗是目前研究和应用的重点。因此,此次综述对癫痫的发病机制、诊断方法和治疗进行了全面的总结,并详细阐述了神经疗法中侵入性神经刺激,包括经皮迷走神经刺激、深部脑电刺激和重复神经电刺激,以及非侵入性经颅磁刺激和经颅直流电刺激的理论基础、治疗模式和效果。大量研究表明,电磁介导的神经调控疗法能够显著改善神经系统功能,减少癫痫发作次数。此外,大量诊断和治疗癫痫的新技术也在逐渐探索之中。但是目前的研究主要集中在通过分析患者的临床表现和探索相关的诊断和治疗方法来研究分子水平的发病机制,对疾病相关的发病机制缺乏共识是一个重大挑战。
https://orcid.org/0000-0002-2562-6275 (Xiaosong Gu)
目前研究表明,PI3K/Akt信号通路缺血性脑卒中的发病机制起着关键作用,针对PI3K/Akt通路的药物开发也引起了研究人员的极大关注。为此,文章以PI3K/Akt通路为出发点,详细综述了缺血性脑卒中的病理机制和信号通路研究进展发现:①缺血性脑卒中复杂的病理机制归纳为5大类:兴奋性氨基酸毒性、钙超载、炎症反应、氧化应激和细胞凋亡。②PI3K/AKT介导的信号通路与缺血性脑卒中的发生和发展密切相关,主要为核转录因子κB信号通路、Nrf2信号通路、Bcl-2信号通路、mTOR信号通路和eNOS信号通路。③此外,天然产物来源丰富,包括黄酮类、醌类、生物碱类、苯丙类、酚类、萜类、虹彩类等,是开发创新型抗脑卒中药物的重要候选物质,应用前景广阔。④近年来,电针和间充质干细胞疗法等新技术疗法已显示出通过激活PI3K/Akt通路改善脑卒中预后的潜力,这为缺血性脑卒中的治疗和康复提供了新的可能性。⑤未来研究者们需要进一步加强PI3K/AKT药物的直接调控机制相关研究,促进临床转化,以期为缺血性脑卒中提供创新的治疗策略。
https://orcid.org/0000-0002-2158-3108 (Yi Ding); https://orcid.org/0000-0002-1566-6759 (Minna Liu)
α-突触核蛋白是一种主要存在于突触前末端的蛋白。在包括帕金森病在内的多种神经退行性疾病中,已发现了α-突触核蛋白存在异常折叠和积聚。聚集和高度磷酸化的α-突触核蛋白是大脑中路易小体的主要成分,也是帕金森病的病理标志。几十年来,研究持续关注α-突触核蛋白在大脑实质中的积累,而未将帕金森病视为一种系统性疾病。最近有证据表明,在一些患者中,最初的病理性α-突触核蛋白起源于外周器官,并传递至大脑。将α-突触核蛋白预制纤维注射到胃肠道会触发病理性α-突触核蛋白的肠脑传播。而病理性α-突触核蛋白是否可在外周器官自发发生,而不依赖于外源性α-突触核蛋白预制纤维或中枢神经系统中的病理性α-突触核蛋白渗漏仍在研究中。此次综述们旨在总结外周病理性α-突触核蛋白在帕金森病发病中的作用,还讨论了病理性α-突触核蛋白从外周传递至大脑的途径。
https://orcid.org/0000-0001-6708-1472 (Zhentao Zhang)
https://orcid.org/0000-0002-0098-6848 (Minghui Li); https://orcid.org/0000-0003-1205-3102 (Shilei Hao);
近年来,组织工程和再生医学已成为神经再生领域的新兴方法。结合生物材料、生长因子、干细胞以及外泌体的组织工程方案为神经损伤的有效修复提供了一个利于神经功能恢复、改善预后、减少药物使用和侵入性外科手术的平台。生物材料在促进神经发育、抑制胶质瘢痕形成、提供合适的仿生神经微环境等方面表现出优势,使其在神经再生领域具有广阔的应用前景。例如,负载干细胞的生物活性支架可提供生物相容性和可生物降解的环境。此外,干细胞来源的外泌体结合了干细胞的优势,避免了免疫排斥的风险,与生物材料结合增强了其生物功能并发挥稳定的作用,从而促进创伤性脑损伤患者的血管生成和神经再生,促进脑功能的恢复。遗憾的是,虽然生物材料在实验室中显示出了积极的效果,但当其应用于人体中枢神经系统再生的临床研究时,其疗效却不尽如人意。在此,文章首先归纳了各种生物活性材料的特点和性质,介绍基于创伤性脑损伤后生物化学和细胞分子机制的应用,并讨论了生物材料在促进神经再生方面的新兴作用,接着总结了由干细胞以及干细胞来源的外泌体注入的适应性生物材料应用于创伤性脑损伤患者的治疗,最后,提出了生物材料用于颅脑创伤治疗的主要局限性,并对其未来的潜力提出了见解。
https://orcid.org/0000-0002-3297-9183 (Jing Chen)
铁死亡是一种以大量铁离子沉积和铁依赖性脂质过氧化为特征的调节性细胞坏死。铁死亡可引起血红蛋白降解和铁代谢失衡导致的铁超载,被认为是脑卒中后一系列病理生理反应的关键机制。此综述讨论了铁死亡相关的代谢、直接或间接靶向铁代谢和脂质过氧化的重要分子以及铁死亡的转录调控,揭示了铁死亡在脑卒中进展中的作用。文章介绍了干预铁死亡作为脑卒中治疗策略的最新进展,并总结了铁死亡抑制剂对脑卒中的作用。此综述有助于进一步了解脑卒中铁死亡相关的发病机制,并提出治疗脑卒中的新靶点。
https://orcid.org/0000-0003-4019-8886 (Mingchang Li)
脑出血是脑卒中中最危险的亚型,具有高死亡率和发病率,且常导致严重的继发性白质损伤。近几十年来,研究发现肠道微生物群可以通过微生物群-肠道-脑轴与大脑进行双向交流。通过微生物群-肠道-脑轴,肠道微生物群与脑出血及其继发性白质损伤的发展和预后密切相关,其中NLRP3炎症小体在其中占据重要地位。文章综述了脑出血后体内肠道微生物群的失调,以及这种失衡促进NLRP3炎症小体激活的可能机制,如代谢途径(短链脂肪酸、脂多糖、乳酸、胆汁酸、三甲胺-N-氧化物、色氨酸)、神经途径(迷走神经、交感神经)和免疫途径(小胶质细胞、T细胞)。文章还讨论了激活的NLRP3炎症小体与脑出血后继发性白质损伤之间的关系。激活的NLRP3炎症小体可通过促进血脑屏障的破坏、诱导神经炎症和干扰神经再生来加重脑出血后的继发性白质损伤。最后,文章介绍了脑出血及其继发性白质损伤的治疗策略。总之,文章揭示了微生物群-肠道-脑轴和NLRP3在脑出血后白质损伤中的关键作用,这将有助于进一步探索潜在的治疗方法。
https://orcid.org/0000-0001-7925-9506 (Haitao Sun); https://orcid.org/0000-0002-4981-7981 (Tian Zhou)
太赫兹技术越来越多地应用于各种生物医学领域,尤其在脑科学领域显示出巨大的应用潜力。文章综述了太赫兹技术的发展及其在神经精神病学领域的应用。现有证据表明,太赫兹波谱和太赫兹成像技术在淀粉样蛋白疾病、脑血管疾病、神经胶质瘤、精神疾病、创伤性脑损伤和髓鞘缺陷的诊断中具有广泛的应用前景。体外和动物实验也证实太赫兹技术在一些神经精神疾病中具有潜在的治疗价值。尽管太赫兹电磁波与生物系统之间相互作用的确切机制尚不完全清楚,但该领域的研究进展显示出其在非侵入性诊断和治疗应用的巨大潜力。但是THz辐射的生物效应具有双面性,因此其生物安全性需要更多的探索。作者认为,太赫兹技术具有的独特优势,有可能使其成为神经精神病学领域的一种有前途的方法。
https://orcid.org/0000-0001-8967-3591 (Hongwei Zhao); https://orcid.org/0000-0002-9140-1445 (Donghong Cui)
肿瘤坏死因子、白细胞介素、干扰素和趋化因子等细胞因子在多种疾病中可大量产生。这些细胞因子作为多效性因子,几乎参与细胞活动的各个方面,包括细胞迁移、存活、增殖与分化。少突胶质细胞是中枢神经系统中的髓鞘形成细胞,可在动作电位传导、轴突代谢成分供应等功能中发挥着重要的作用。有新证据表明,少突胶质细胞及其前体都容易受到病理条件下分泌的细胞因子的影响。因此,此次综述将总结细胞因子对少突胶质细胞谱系细胞在中枢神经系统疾病中的作用。全面了解细胞因子对少突胶质细胞谱系细胞的影响有助于理解中枢神经系统疾病的发生与发展,并为相关治疗提供线索。
https://orcid.org/0000-0003-0252-6009 (Hui Fu)
脑缺血后继发性损伤的机制可能是由于缺血性脑卒中后产生脑部炎症,促进神经元死亡,抑制神经组织再生。小胶质细胞作为缺血性脑卒中后最先被激活的免疫细胞,在急性缺血性脑卒中的进展过程中发挥着重要的免疫调节作用。缺血性脑卒中发生后,外周血免疫细胞(主要是T细胞)会被脑部免疫细胞分泌的趋化因子招募到中枢神经系统,与中枢细胞(主要是小胶质细胞)相互作用,引发继发性神经免疫反应。这篇综述阐述了缺血性那卒中免疫炎症过程中T细胞与小胶质细胞的相互作用。①在缺血性脑卒中中,T细胞和小胶质细胞表现出更明显的协同作用,表现在Th1、Th17和M1小胶质细胞可共同分泌干扰素γ、肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β等促炎因子,促进神经炎症,加重脑损伤;Th2、Treg和M2小胶质细胞可共同分泌白细胞介素4、白细胞介素10和转化生长因子β等抗炎因子,抑制神经炎症的发展,并分泌脑源性神经营养因子等生长因子,促进神经再生,修复脑损伤。②小胶质细胞和T细胞之间的免疫相互作用会影响神经炎症的后续发展方向,进而决定缺血性脑卒中的预后。③目前已有临床试验通过使用免疫抑制剂芬戈莫德 (fingolimod)或过量使用Treg细胞来调节T细胞与小胶质细胞之间的相互作用,使其向抗炎方向发展,从而促进神经组织修复,减轻缺血性脑卒中造成的神经损伤,但目前此类临床研究证据还比较少。④T细胞亚群和活化的小胶质细胞主要通过分泌炎症因子协同调控缺血性脑卒中的炎症进展。未来,缺血性脑卒中治疗的重点研究方向可以从这里入手,通过促进Th2和Treg细胞的生成以及M2型小胶质细胞的活化来增强抗炎因子的分泌,从而缓解神经炎症,促进神经组织的修复。
https://orcid.org/0000-0002-7682-3877 (Xueqian Wang); https://orcid.org/0000-0001-8382-1717 (Changxiang Li); https://orcid.org/0000-0003-2752-1925 (Qingguo Wang)
脑卒中尤其是缺血性脑卒中是导致全球长期残疾和死亡的主要原因,它是由于脑动脉闭塞,严重减少了向脑组织输送血液、氧气和必需营养物质。这种匮乏引发了一连串的细胞事件,最终导致神经元死亡。最近的研究阐明了脑卒中的多因素发病机制,强调了能量衰竭、兴奋毒性、氧化应激、神经炎症和细胞凋亡的作用。此综述旨在深入探讨脑卒中尤其是缺血性脑卒中导致神经元死亡的基本机制,并仔细研究神经保护治疗方法的进展,以减轻神经元损失,促进脑卒中后神经功能的恢复。文章探讨了广为接受的缺血性脑卒中期间神经元死亡的潜在途径,包括凋亡、自噬、热凋亡、铁凋亡和坏死的相互作用,这些因素共同影响着神经元的命运。此外,文章还讨论了神经保护疗法的进展,包括从药物调节到干细胞疗法等一系列干预措施,旨在减轻神经元损伤并加强缺血性脑卒中后的功能恢复。尽管取得了这些进展,但将机制研究成果转化为有效的临床疗法仍面临挑战。例如,虽然神经保护策略已在临床前模型中显示出前景,但其在临床试验中的疗效并不一致,这主要是由于缺血性卒中复杂的病理和干预时机造成的。总之,这篇综述综合了对缺血后驱动神经元死亡的分子和细胞通路错综复杂的相互作用的机制认识,揭示了前瞻性神经保护疗法的前沿进展,强调了再生医学的前景,并为潜在的临床突破提供了前瞻性视角。在未来研究中,精准靶向干预的不断发展预计将显著加强预防策略并改善缺血性脑卒中的临床治疗效果。
https://orcid.org/0000-0002-1740-2060 (Siguang Li)
加巴喷肽类药物(普瑞巴林和加巴喷丁)已成功用于治疗神经性疼痛和预防局灶性癫痫。最近有研究表明,加巴喷肽类药物在调节神经组织中神经递质释放、氧化应激和炎症方面具有显著的作用,这与其调节电压门控钙通道的作用机制相匹配。此次综述阐述了加巴喷丁类药物的使用历史和配体结合位点,然后系统总结了加巴喷丁类药物在缺血性脑卒中、脑出血、蛛网膜下腔出血、脑卒中后癫痫发作、脑卒中后皮质扩散去极化、脑卒中后疼痛和脑卒中后神经再生临床前和临床研究进展,还讨论了加巴喷丁类药物在脑卒中中的潜在靶点。然而,现有的结果对加巴喷丁类药物治疗脑卒中及相关疾病的效果仍不确定,还需进一步临床前和临床试验来检验其在脑卒中的治疗潜力。因此提示,加巴喷丁类药物在治疗脑卒中疾病方面既有机会,也有挑战。
https://orcid.org/0000-0002-6218-148X (Yuwen Li)
缺血性脑卒中是导致神经功能缺损和高度残疾的主要原因。作为中枢神经系统的核心免疫细胞,小胶质细胞具有神经炎症和卒中后组织修复的双重功能,其动态激活和极化状态是影响疾病进程和治疗结果的关键因素。文章探讨了小胶质细胞在缺血性脑卒中中的作用及潜在的干预策略。小胶质细胞表现出一种动态功能状态,在促炎(M1)和抗炎(M2)表型之间转换。这种双重性通过维持神经炎症和组织修复之间的平衡在脑梗死中发挥着关键作用。活化的小胶质细胞通过释放细胞因子和破坏血脑屏障导致神经炎症,同时也通过抗炎反应和再生促进组织修复。影响小胶质细胞活化的关键途径包括 TLR4/核转录因子κB、MAPK、JAK/STAT 和 PI3K/AKT/mTOR。这些通路是各种旨在促进 M2 极化和减少损伤的实验疗法的靶点,包括米诺环素等药物中的天然化合物以及传统中药。针对这些调控机制的药物,如小分子抑制剂和中药成分,以及新兴的单细胞RNA测序和空间转录组学技术,为缺血性脑卒中提供了新的治疗思路和临床转化潜力。
https://orcid.org/0000-0002-0170-8778 (Lu Chen); https://orcid.org/0009-0005-3577-6444 (Yongyue Gao)
癫痫可被定义为脑网络功能障碍,每种类型的癫痫涉及不同的脑网络变化,且这些变化与发作间期或发作期放电的控制和传播有着不同的关系。获得脑网络变化的更详细信息可以进一步了解癫痫的机制,并为临床实践中基于脑网络的精确治疗方法铺平道路。越来越多的先进神经成像技术和电生理技术,包括基于扩散张量成像的纤维束成像、基于弥散峰度成像的纤维束成像,基于光纤球成像的纤维束成像、脑电图、功能磁共振成像、脑磁图、正电子发射断层扫描、分子成像以及功能性超声成像已被广泛用于描绘癫痫脑网络。此次综述总结了评估癫痫患者结构性脑网络和功能性脑网络的相关神经影像和神经电生理技术,并详细分析了每种技术的成像机制、优点、不足之处及临床应用范围。更多地关注新兴先进技术、新的数据分析软件、多种技术的组合以及个性化虚拟癫痫模型的构建,可为理解癫痫的脑网络机制和手术决策提供理论依据。
https://orcid.org/0000-0003-1552-8919 (Xin Tian)
缺血性脑卒中发生后患者外周免疫系统和中枢神经系统发生一系列病理变化,这些病理变化与患者预后高度相关。干细胞治疗作为一种新型治疗技术,在免疫系统和神经系统疾病治疗中展现出巨大的潜力。文章总结了缺血性卒中发生后不同时期神经系统和免疫系统的病理生理变化,并讨论了干细胞在其中发挥的治疗作用及可能的作用机制,同时概括了不同种类干细胞在卒中治疗应用方面的优缺点及其临床应用前景。了解缺血性卒中后的病理生理变化,炎症反应和干细胞治疗的前景,有助于进一步为缺血性卒中寻找潜在的治疗策略。干细胞具有炎症抑制、免疫调节、神经保护、促进血管再生或分化为神经细胞发挥替代损伤神经元等作用,研究明确不同病理期的特征将有助于干细胞治疗研究中,介入时间点、给药方式、给药次数的设计,可以为干细胞临床应用提供理论支持。
https://orcid.org/0000-0002-0087-2277 (Zhiying He); https://orcid.org/0000-0002-9976-2341 (Yongjun Wang);
cGAS-STING在心脏、肝脏、脑、肾脏等器官的缺血再灌注损伤中发挥着重要的作用,但其在脑缺血再灌注损伤中的作用及机制尚缺乏系统的综述。此次综述首先概述了cGAS-STING通路的组成,然后分析其在脑缺血再灌注损伤中自噬、铁死亡、细胞焦亡、钙稳态失调、炎症反应、破坏血脑屏障、小胶质细胞转化以及补体系统方面的作用。进而分析了cGAS-STING通路抑制剂在脑缺血再灌注损伤治疗的价值。最终得出,cGAS-STING通路可通过多种机制调控脑缺血再灌注损伤,抑制cGAS-STING通路可能有助于脑缺血再灌注损伤的治疗。
https://orcid.org/0000-0002-4844-2321 (Yanqiang Wang); https://orcid.org/0009-0000-1354-8049 (Hang Yang)
中枢类淋巴系统是脑内一种重要的清除机制,填补了大脑实质内微循环的空白。类淋巴系统主要由三个组成部分构成,即脑脊液由血管周围间隙进入大脑实质,大脑实质内脑脊液和组织间液的混合,以及混合液的流出和经外周通路的清除。目前,老龄化人口中认知障碍的患病率迅速增加,迫切需要新的解决方案,而类淋巴系统的研究发展使认知障碍的诊疗出现了新的方向。文章将类淋巴系统的组成部分拆解,总结了各组成部分的生理组成和认知障碍疾病中可以呈现的病理改变。在病理改变的部分,着重探讨了各认知障碍疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病和其他具有典型认知障碍表现的疾病)可导致的相同表现。最后,在总结和展望部分他们回顾了当前类淋巴系统上的影像学现状和诊疗干预手段的新进展。中枢类淋巴系统的病理改变为认知障碍疾病提供了相似的诊疗途径。尽管不同的认知障碍疾病具有不同的病理特征,但在类淋巴系统的各个组成部分上都可以观察到他们共同的病理改变。这种共性预示着似乎可以通过改善类淋巴系统的功能为解决认知障碍提供一个共同的方案。但当前对类淋巴系统的认识任存在较多的空白,对具体机制和区域差异的分析仍需要进一步的探索。
https://orcid.org/0000-0002-8590-0926 (Song Qiao); https://orcid.org/0009-0000-0593-5604 (Qi Xu)
小脑因其认知、情感和社会功能及其独特的代谢特征而受到越来越多的关注。小脑中的小胶质细胞在生理和病理条件下都表现出特化和高度免疫原性的表型,通过与内在和系统因素的相互作用,对小脑的结构和功能分区做出了贡献。文章探讨了小胶质细胞在塑造小脑微环境、神经炎症、小脑适应、神经元活动以及相关分子和细胞机制中的作用,还探讨了在神经炎症背景下针对小脑小胶质细胞的潜在治疗策略和前景。文章强调了这一领域的未来发展方向和尚未解决的问题,特别是针对小脑小胶质细胞的治疗干预以及小胶质细胞在小脑回路、神经元连接和小胶质细胞活动的神经功能输出中的功能机制和作用。小脑的形态和神经元性能受到内在和系统因素的影响,而这些因素在健康和疾病状态下都会受到小胶质细胞的积极监控。在病理条件下,局部小胶质细胞亚群对改变的微环境表现出不同的反应,并对小脑的结构和功能分区做出了贡献。小脑小胶质细胞在胚胎早期就已成熟,并表现出特化和高度免疫原性的表型;从上述角度看,小脑小胶质细胞可以成为一种调控工具,控制从神经发育和神经退行性病变到代谢和应激相关病变等多种神经和全身疾病的结局。
https://orcid.org/0000-0002-7822-6566 (Luxi Wang); https://orcid.org/0000-0001-7034-5328 (Ying Shen)
目前缺乏有效的方法治疗中枢神经系统损伤。程序性细胞死亡是一种具有多种类型的主动、有序的细胞死亡形式,由于其在决定细胞命运方面的作用,近年来引起了研究者的极大关注。越来越多的研究表明,包括线粒体自噬、焦亡、铁死亡和程序性坏死在内的程序性细胞死亡参与了中枢神经系统损伤,并在脑损伤的进展中发挥了重要作用。但是,这个主题还有待更新和总结。文章总结了在中枢神经系统损伤中,线粒体自噬、焦亡、铁死亡和程序性坏死之间的相互作用可以抑制炎症、氧化应激和细胞死亡。此外,已经发现线粒体自噬的多种上游分子,如SIRT3、FOXO3a、PGAM5和AMPK,可靶向CNS损伤中的焦亡和程序性坏死。因此,程序性细胞死亡之间的相互作用可作为中枢神经系统损伤的潜在靶点。程序性细胞死亡之间相互作用的微阵列、蛋白质组学和代谢组学分析可为神经元功能的恢复和脑损伤的治疗提供新的途径。因此,对程序性细胞死亡的进一步研究将为探索中枢神经系统损伤的发病机制开辟更广阔的领域,并为中枢神经系统损伤提供更好的临床治疗方法。
https://orcid.org/0000-0002-9927-8277 (Yixing Lin)
细胞外囊泡是一种天然的纳米载药体,在体内具有良好的生物相容性,在缺血性脑卒中治疗中具有显著优势。然而,细胞外囊泡的分布不确定和快速清除阻碍了其给药效率。令人鼓舞的是,通过利用膜修饰或将治疗药物封装在细胞外囊泡中,可以大大提高其给药效率。此外,先前的研究强调,大尺寸细胞外囊泡的一个子集--微囊泡(MVs)能将线粒体运送到邻近细胞,有助于缺血性脑卒中后线粒体功能的恢复。小细胞外囊泡(sEVs)也被证明有能力转运线粒体成分,如蛋白质或脱氧核糖核酸,或其子成分,用于基于细胞外囊泡的缺血性脑卒中治疗。这篇综述对细胞外囊泡分离技术进行了比较分析,并概述了目前主流的细胞外囊泡的改造方法。鉴于治疗缺血性脑卒中的复杂性,还划分了适合治疗过程不同方面的各种细胞外囊泡改造方法。鉴于人们对线粒体输送的兴趣日益浓厚,文章还深入探讨了通过小细胞外囊泡和微囊泡转运线粒体组分或完整线粒体的可行性和现有研究成果,为缺血性脑卒中的治疗提供了一个全新的视角。
https://orcid.org/0000-0001-8714-0476 (Yonghua Zhao)
脑卒中是全球主要致死和致残原因之一,其发病机制复杂,涉及血栓形成、缺血再灌注损伤、炎症反应及血脑屏障破坏等多重病理过程。近年来,研究发现中性粒细胞外陷阱中性粒细胞外陷阱参与机体的抗感染防御,并在脑卒中中发挥重要作用。研究表明,中性粒细胞外陷阱可促进缺血性脑卒中中的血栓扩张和神经炎症,并在出血性脑卒中中通过调节局部炎症和影响血肿清除,参与疾病进展和恢复过程。此综述的目的是总结中性粒细胞外陷阱在脑卒中病理中的演变及作用机制。活性氧在脑梗死后6–24 h驱动中性粒细胞外陷阱形成;在脑梗死后24–48 h,其加剧血管损伤和血栓形成;在脑梗死后48–72 h,其加重神经损伤;脑梗死72 h后,中性粒细胞外陷阱参与血脑屏障破坏及炎症反应的维持。在脑卒中发展过程中,中性粒细胞外陷阱在脑梗死后参与多种病理机制,它们诱导血管内皮损伤,加剧血管渗漏和水肿,损伤神经元,诱导凋亡,促进血栓形成,参与再灌注损伤,并破坏血脑屏障。在出血性脑卒中中,中性粒细胞外陷阱与血肿清除、早期脑损伤和延迟性脑缺血密切相关,可作为评估疾病进展和疗效的生物标志物。在脑卒中急性期,中性粒细胞外陷阱主要促进损伤,而在慢性期,它们主要促进修复。作为脑卒中的重要生物标志物,中性粒细胞外陷阱与脑卒中严重程度密切相关。此外,中性粒细胞外陷阱在动脉粥样硬化和颅内静脉血栓形成中也发挥重要作用。目前,有研究已经证实脱氧核糖核酸酶是降解中性粒细胞外陷阱的关键药物,并显示出显著的治疗潜力。肽基精氨酸脱氨酶4抑制剂、高移动性组盒1拮抗剂通过各自独特的机制有效抑制中性粒细胞外陷阱的形成,针对中性粒细胞外陷阱的多靶点干预策略展现出广阔的临床应用前景。总之,中性粒细胞外陷阱与抗凝剂和溶栓药物具有协同作用,针对中性粒细胞外陷阱的干预措施会影响抗凝和溶栓治疗的疗效,这为开发脑卒中的新抗凝和溶栓策略以及改善患者的临床预后提供了理论依据。
https://orcid.org/0000-0002-5031-0686 (Qian Wang); https://orcid.org/0000-0002-1289-3438 (Yuzhen Xu)
脑卒中是一种常见的高死亡率的脑血管疾病,有效的治疗方法尚有待提出。作为一种无细胞疗法,外泌体疗法可在动物模型中对各种疾病产生良好疗效。然而,目前还没有足够的证据来指导外泌体在脑卒中患者中的临床应用效果。为此,文章综述了外泌体在脑卒中治疗中的应用进展,以期阐明外泌体在脑卒中治疗中的巨大潜在价值,并为其临床转化提供参考。文章结果发现,许多与脑卒中相关的外泌体研究正在积极进行中。在临床前研究方面,外泌体作为一种生物活性物质,目前主要以干细胞为主要来源。由于外泌体具有高度可塑性,可以通过各种物理、化学和基因工程方法对其进行有效改造,以提高其效率。在脑卒中动物模型中,外泌体的干预可以减少神经炎症反应、减轻氧化应激损伤和程序性细胞死亡。此外,外泌体还能促进血管生成,修复和再生受损的白质纤维束,促进神经干细胞的迁移和分化,从而促进脑卒中后的修复过程。通过脑室-脑膜淋巴系统对外泌体进行干预正在成为外泌体应用的新方向,这说明脑卒中治疗范式有望发生转变。
https://orcid.org/0000-0002-8404-4937 (Zhi Chen); https://orcid.org/0000-0003-1861-6383 (Wenyan Li)
中性粒细胞外诱捕网是由中性粒细胞产生的以脱氧核糖核酸和组蛋白为主要成分的网状物质,与机体炎症反应及血栓形成密切相关。在中性粒细胞外诱捕网发挥炎症或血栓形成作用的过程中,与血小板、血管性血小板因子、纤维蛋白等物质协同,共同调节炎症反应和免疫血栓形成。在目前针对脑出血、脑血管疾病等已有的相关研究中,中性粒细胞外诱捕网在中枢神经系统免疫血栓形成中发挥作用。并且血脑屏障的破坏使得中性粒细胞外诱捕网的活动受限减少,使中性粒细胞外诱捕网得以更广泛地产生作用。创伤性脑损伤后患者的脑血管、血脑屏障受到损害,同时创伤性脑损伤后的血循环障碍通常使得患者预后不良。创伤性脑损伤后免疫血栓的形成,是导致创伤性脑损伤不良预后的一个重要病理生理机制,然而中性粒细胞外诱捕网与创伤性脑损伤后免疫血栓形成间的相互作用机制研究并不十分明确。文章首先总结了中性粒细胞外诱捕网的生成机制,中性粒细胞外诱捕网的生成异常与机体内的炎症反应及血栓形成密切相关。其次,聚焦于中性粒细胞外诱捕网在神经系统疾病,尤其是脑血管相关疾病中的作用。探索中性粒细胞外诱捕网在创伤性脑损伤中的作用机制将有助于深入了解创伤性脑损伤后机体的病理生理变化规律,改善创伤性脑损伤的不良预后。
https://orcid.org/0000-0002-8718-1857 (Quanjun Deng); https://orcid.org/0000-0002-1720-1226 (Xin Chen)
衰老、脑血管疾病和神经退行性疾病(如脑梗死、阿尔茨海默病、帕金森病、额颞叶痴呆、肌萎缩性侧索硬化和亨廷顿舞蹈症)中可见神经元大量缺失。但是,不幸的是,包括人类在内的大多数哺乳动物中枢神经系统中的成熟神经元都无法自我再生。补充缺失的神经元已成为扭转疾病的一种潜在的治疗策略,移植多能神经干细胞虽可补充大脑中缺失的神经元,但其存在导致基因突变、肿瘤发生、严重炎症和脑水肿诱导的梗阻性脑积水方面风险。将神经细胞或非神经谱系细胞转分化为功能性神经元以治疗涉及神经元缺失的疾病,这可克服上述神经干细胞治疗的缺点。目前神经元转分化转分化主要为利用转录因子诱导星形胶质细胞、成纤维细胞、小胶质细胞、Müller神经胶质细胞、NG2胶质细胞和其他类型的神经胶质细胞转分化为成熟的功能性神经元,以及以多肽嘧啶结合蛋白1联合小分子化合物诱导神经元在不同亚型中转分化。但是最近有一些研究不能重复既往转分化的结果,使得该领域存在争议。因此文章回顾了神经元转分化的发展历史,总结了神经胶质细胞,特别是星形胶质细胞在神经元转分化方面的策略,并对相关生物安全、新策略发展以及体内转化神经元的准确示踪方面的探索进行了展望。
https://orcid.org/0000-0002-4297-4765 (Ruitian Liu)