引言
2024年5月13日，南方科技大學生命科學學院教授 侯聖陶 課題組在 Molecular Psychiatry 線上發表了題為 " Adenosine mediates the amelioration of social novelty deficits during rhythmic light treatment of 16p11.2 deletion female mice " 的研究論文，該研究首次報道利用40 Hz節律性光刺激治療手段有效改善自閉癥小鼠模型的社交障礙，並揭示了腺苷作為一種新型神經化學介質，透過減少神經細胞興奮性傳遞來緩解自閉癥社交趨新缺陷。
自閉癥譜系障礙（ ASD ）是一種復雜的神經發育障礙，其特征包括社交趨新缺陷和溝通障礙。染色體16p11.2缺失與ASD的風險增加有關。研究表明，16p11.2染色體區域與多種神經發育障礙相關，如自閉癥、智力障礙和 精神分裂癥 。透過相關的小鼠動物模型研究，揭示了與ASD癥狀相關的神經環路和突觸傳遞異常的重要性。然而，目前治療ASD的方法非常有限。團隊的前期研究發現，40 Hz節律性視覺刺激是一種有效的調節神經活動和突觸可塑性的方法，適用於人類和小動物模型。神經網絡同步與40 Hz振蕩已被證明可以增強神經通訊並促進神經網絡的穩定性，這種方法適用於改善多種神經系統疾病（見圖一）。
圖一：40 Hz光刺激實驗設計和腺苷作用機理示意圖（Credit: Molecular Psychiatry ）
在這項研究中，團隊發現16p11.2缺失的雌性小鼠表現出明顯的社交趨新缺陷，經過長期40 Hz光視覺刺激治療後得到改善。40 Hz光刺激有效降低了16p11.2缺失雌性小鼠前額葉皮質（PFC）的局部場電位（ LFP ）增強。值得註意的是，40 Hz光刺激逆轉了前額葉皮質（PFC）的錐體神經元的過度興奮神經傳遞和突觸數量，這為改善社交趨新缺陷提供了神經生物學基礎（見圖二）。
圖二：40 Hz光刺激降低小鼠前額葉皮質局部場電位的增強，逆轉錐體神經元的過度興奮神經傳遞（Cre dit: Molecular Psychiatry ）
在機制上，40 Hz光刺激在PFC中誘發腺苷釋放，調節16p11.2缺失雌性小鼠的過度興奮性神經傳遞。升高的腺苷透過其配體A 1 受體（A 1 R）作用，抑制過度的興奮性神經傳遞，並緩解社交趨新缺陷（圖三）。使用特異性拮抗劑DPCPX阻斷A 1 R或使用shRNA在PFC中敲低A 1 R，完全消除了40 Hz光刺激的有益效果。
圖三：40Hz視覺光刺激在前額葉皮質中誘發腺苷釋放的作用新機制（Cre dit: Molecular Psychiatry ）
因此，這項研究確定了腺苷作為一種新型神經化學介質，透過減少40 Hz光刺激治療期間的興奮性神經傳遞來緩解社交趨新缺陷。40 Hz光刺激技術有望進一步發展為一種非侵入性的自閉癥的治療方法。
原文連結
https://www.nature.com/articles/s41380-024-02596-4
責編 |探索君
排版|探索君
文章來源|「iNature」
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