高频重复经颅磁刺激（rTMS）通过增强神经发生和激活BDNF/TrkB信号通路改善缺血性大鼠功能恢复的机制研究
第一作者及单位
本研究由中山大学附属第三医院康复医学科的Jing Luo、Haiqing Zheng、Liying Zhang等共同完成，通讯作者为Xiquan Hu教授。合作单位包括中山大学附属第一医院神经内科。研究成果于2017年2月发表于《International Journal of Molecular Sciences》（IJMS），DOI: 10.3390/ijms18020455。
学术背景
中风是全球致残的主要病因之一，90%的幸存者遗留永久性神经功能缺损。尽管康复治疗是当前主要手段，但其效果有限。近年来，重复经颅磁刺激（rTMS）因其非侵入性和神经调控潜力成为卒中康复的研究热点。高频rTMS（>5 Hz）可通过增强皮层兴奋性促进神经可塑性，但其具体机制尚不明确。本研究聚焦于两种高频rTMS模式（传统20 Hz和间歇性θ脉冲刺激iTBS）对缺血性大鼠神经发生及脑源性神经营养因子（BDNF）/酪氨酸激酶受体B（TrkB）信号通路的影响，旨在揭示其促进功能恢复的分子机制。
研究流程与方法
1. 动物模型与分组
72只雄性Wistar大鼠随机分为5组：假手术组（Sham）、假手术+rTMS组（Sham+TMS）、缺血对照组（MCAO）、20 Hz rTMS组和iTBS组。通过线栓法建立大脑中动脉闭塞（MCAO）模型，缺血90分钟后恢复灌注。术后2天筛选神经功能中度缺损（mNSS评分7-12分）的大鼠纳入实验。
rTMS干预方案
神经功能评估
采用改良神经功能缺损评分（mNSS）在术后2、7、14天评估运动、感觉、平衡和反射功能。结果显示，14天后20 Hz和iTBS组mNSS显著低于对照组（p<0.05），但两组间无统计学差异。
组织学与分子分析
主要结果
1. 功能恢复与结构保护
rTMS干预显著改善神经功能评分（mNSS降低30%），并与梗死体积缩小呈正相关（r=0.957）。20 Hz组在促进SVZ区神经前体细胞增殖（Ki67+/Nestin+细胞增加42.15%）方面优于iTBS组。
神经发生增强
两种rTMS模式均促进神经干细胞向神经元分化（Ki67+/NeuN+细胞增加至8%），但对血管生成（CD31+）和胶质增生（GFAP+）无显著影响。20 Hz组在缺血周边纹状体的新生神经元数量更多，提示其更利于神经修复。
分子机制
BDNF/TrkB通路激活是核心机制。rTMS上调BDNF表达，通过磷酸化TrkB激活下游Akt和CREB，进而调控神经干细胞增殖与迁移。相关性分析显示mNSS改善与BDNF水平呈负相关（r=-0.566）。
结论与价值
本研究首次系统比较了20 Hz rTMS与iTBS在卒中后神经修复中的作用，证实高频rTMS通过BDNF/TrkB通路增强内源性神经发生，且传统20 Hz模式在促进神经干细胞增殖方面更具优势。其科学价值在于揭示了非侵入性神经调控的分子靶点，为临床优化rTMS参数提供了实验依据。应用上，20 Hz rTMS可作为卒中康复的潜在辅助手段，尤其适用于亚急性期神经功能重建。
研究亮点
1. 方法创新：首次在缺血模型中对比20 Hz rTMS与iTBS的神经再生效应，明确了前者在增殖阶段的优势。
2. 机制深度：从行为学、组织学到分子层面完整解析BDNF/TrkB通路的调控作用。
3. 临床意义：提出“频率依赖性神经修复”假说，为个体化神经调控策略奠定基础。
其他价值
研究还发现rTMS对正常大鼠的SVZ区神经前体细胞有激活作用（Sham+TMS组Ki67+/DCX+细胞增加），提示其潜在的非病变应用前景。此外，实验采用定制化八字形线圈（武汉依瑞德医疗设备），通过优化定位（45°倾角）提高了刺激精度，为动物rTMS技术提供了参考方案。