中风后记忆变差怎么办？华中科技大学郭峰团队揭示rTMS通过SDF-1α/CXCR4轴改善白质损伤机制

2025年12月9日，华中科技大学郭峰教授在Brain and Behavior发表：Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation Improves Cognitive Impairment via the Regulation of White Matter Injury in Rats With Ischemic Stroke，揭示了重复经颅磁刺激通过调节缺血性卒中大鼠的白质损伤改善认知障碍。

卒中后认知障碍（PSCI）是中风后常见的问题，但目前有效疗法不多。重复经颅磁刺激（rTMS）是一种无创的脑刺激技术，已被尝试用于改善卒中患者的认知功能，但其具体作用机制还不清楚。本研究提出：rTMS可能通过减轻白质损伤来改善PSCI，而白质损伤在脑缺血中起关键作用。研究人员用大鼠建立缺血性卒中模型，通过MRI（包括DTI和DTT）评估脑和白质损伤，并结合行为学测试（如mNSS评分和Morris水迷宫）评估神经和认知功能。结果发现，10 Hz的rTMS能促进大鼠神经功能恢复、改善认知障碍，减轻脑梗死和白质损伤。而且，这种效果与SDF-1α/CXCR4信号轴的激活密切相关。

图一 rTMS对大鼠术后缺血性损伤的影响

在MCAO（大脑中动脉闭塞）大鼠模型研究中，通过T2加权成像（T2WI）观察到急性期梗死区域呈现高信号，并利用表观扩散系数（ADC）比值评估缺血损伤程度。

结果：

假手术组未显示出明显病灶，其两侧大脑半球的ADC比值接近1。实验发现，在闭塞后的第1天，接受和未接受重复经颅磁刺激（rTMS）治疗的两组（R组和M组）梗死严重程度非常相近。然而，随着时间的发展，所有组别的梗死损伤逐渐减轻，表现为ADC比值逐渐升高。尽管在第7天时，两组间的差异尚不显著，但到了第14天，接受rTMS治疗的R组相较于M组显示出了更明显的改善。此外，第7天时观察到的ADC比值下降可能与脑缺血后出现的假性正常化现象有关。综上所述，10 Hz rTMS能有效减轻MCAO大鼠的缺血损伤并促进恢复。

图二 rTMS对缺血组织中SDF-1α/CXCR4轴相关组分表达的影响

为探讨rTMS对SDF-1α/CXCR4通路的影响，作者在MCAO术后第7天和第14天通过Western blot分析和实时逆转录聚合酶链反应（RT‒PCR）检测了缺血脑组织中关键信号分子的表达水平。

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结果：

在两个时间点，RA组中SDF-1α和CXCR4的蛋白表达水平均显著低于R组。此外，R组在第7天和第14天的SDF-1α表达水平均显著高于M组。尽管M组与R组在第7天的CXCR4表达差异不显著，但在第14天，R组的CXCR4表达明显高于M组。RT‒PCR在两个时间点也观察到了各组间相同的趋势。这些结果表明，SDF-1α/CXCR4轴可被AMD3100抑制，而rTMS能够上调缺血脑组织中SDF-1α和CXCR4的表达水平。

图三 rTMS对大鼠术后第1天、第7天和第14天行为表现的影响

为评估rTMS是否能缓解缺血大鼠的神经功能障碍，作者采用了改良神经功能缺损评分（mNSS）。

结果：

假手术组大鼠的mNSS评分为0。接受MCAO手术的大鼠在缺血后第1天表现出严重的神经功能缺损。各缺血组大鼠在术后第1天的评分无明显差异。与术后第1天相比，rTMS组在第7天和第14天的mNSS评分均显著降低。在术后第14天，R组大鼠的神经功能较M组有明显改善。此外，在第14天，R组与RA组之间也存在显著差异。另外，M组、RA组和MA组在第7天和第14天的评分差异均无统计学意义。这些结果表明，rTMS能有效减轻MCAO大鼠的神经功能缺损，而AMD3100在第14天可完全阻断rTMS的这一作用。

图四 rTMS对认知障碍的影响

研究人员通过Morris水迷宫实验评估大鼠的认知功能，主要观察找到隐藏平台的平均时间（逃避潜伏期）以及在空间探索阶段60秒内穿越原平台位置的次数。结果显示，所有接受缺血手术的大鼠（M组、R组和RA组）在训练期间的逃避潜伏期均明显长于假手术组，表明存在认知障碍；但在实验后期，接受10 Hz rTMS治疗的R组比未治疗的M组和RA组找平台更快且其表现与假手术组无显著差异。在空间探索测试中，假手术组穿越原平台位置的次数最多，R组虽略低于假手术组，但显著高于M组和RA组。这些结果表明，rTMS能有效改善MCAO大鼠的学习和空间记忆能力。

本研究具有重要的科学与临床意义：首次在活体动物中结合DTT发现rTMS可通过激活SDF-1α/CXCR4信号轴减轻缺血性卒中后的白质损伤，从而改善PSCI，为阐明rTMS的神经修复机制提供了新证据。研究整合了MRI、行为学和分子生物学等多维度方法，构建了从脑结构到分子通路的综合评估体系，深化了对卒中后脑可塑性的理解。更重要的是，结果支持rTMS作为一种安全、非侵入性干预手段在卒中康复中的应用潜力，并提示SDF-1α/CXCR4轴可能是未来促进白质修复和认知恢复的治疗靶点，为开发精准康复策略奠定基础。

文章来源

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

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