神经电刺激促醒作用的分子机制研究

The coma-promoted therapy after traumatic brain injury (TBI) has been a hot spot and difficulty in the field of neurological rehabilitation research.The effect of previous general treatment is not obvious, our previous clinical researchs、preliminary trials and domestic and international literatures suggest：treatment with neural electrical stimulation may be an effective therapy for patients with coma，but the related mechanism for the action remains unclear.Orexin-A is considered to have a key role in promoting and maintaining wakefulness，a major neurotransmitter，which is a component of the ascending reticular activating system. Therefore, we propose the hypothesis: neural electrical stimulation may promote-awaking by activating the arousal "switch" Orexin-A. To verify this hypothesis,we will test the level of orexin-A and the expression of material related to the signal pathway via the median nerve electrical stimulation and the vagus nerve electrical stimulation in animal experiment, clearing the key role of Orexin-A, thereby exploring the molecular mechanism of neural electrical stimulation in promoting-revival.Our present study may provide a new thought for the clinical use of neural electrical stimulation in the treatment of coma after TBI and related therapy mechanism.

脑外伤（TBI）后昏迷促醒一直是神经康复医学研究领域中的热点和难点。既往常规治疗效果不明显，我们前期临床、预实验及国内外研究表明：神经电刺激对昏迷患者有一定的临床效果，但神经电刺激对TBI后促醒的相关机制尚不清楚。而Orexin-A作为促进和维持觉醒最重要的神经递质，是参与脑干网状上行激活系统通路中最重要的物质之一。为此，我们提出假说：神经电刺激可能是通过激活觉醒"开关"Orexin-A起促醒作用。为了验证这一假说，我们将通过动物实验采用迷走神经电刺激和正中神经电刺激昏迷大鼠，检测orexin-A水平的变化及相关信号通路中物质的表达，明确Orexin-A在神经电刺激促醒中的关键作用，从而探讨神经电刺激促醒作用的分子机制。通过本课题的研究，可能为神经电刺激治疗TBI后昏迷患者的临床治疗方法和相关治疗机理提供新的思路。

脑外伤（Traumatic brain injury, TBI）后昏迷促醒一直是神经康复医学研究领域中的热点和难点。既往常规治疗效果不明显，我们前期临床、预实验及国内外研究表明：神经电刺激对昏迷患者有一定的临床效果，但神经电刺激对TBI 后促醒的相关机制尚不清楚。Orexin-A 作为促进和维持觉醒最重要的神经递质，是参与脑干网状上行激活系统通路中最重要的物质之一。为此，本课题组提出假说：神经电刺激可能是通过激活觉醒"开关"Orexin-A 起促醒作用。为了验证这一假说，我们将通过动物实验采用迷走神经电刺激(Vagus nerve stimulation, VNS)和正中神经电刺激(Median nerve stimulation, MNS)刺激昏迷大鼠，检测orexin-A 水平的变化及相关信号通路中物质的表达，明确Orexin-A在神经电刺激促醒中的关键作用，从而探讨神经电刺激促醒作用的分子机制。. 研究结果表明：1）首次发现VNS能够提高TBI昏迷大鼠的意识状态水平，同时验证了MNS具有昏迷促醒的效果；2）MNS、VNS可上调TBI昏迷大鼠前额叶和下丘脑兴奋性递质受体OX1R、NMDAR1、5-HT2AR、H1R和α1-AR的表达水平，下调抑制性递质受体GABAbR的表达水平；3）Orexins在MNS、VNS调节NMDAR1、 5-HT2AR、H1R、α1-AR和GABAbR 途径中扮演者关键作用，即存在“MNS/VNS - Orexins- 上述神经递质”通路。. 该成果为临床上MNS治疗TBI后昏迷患者奠定了理论基础，同时VNS为TBI昏迷促醒提供了新的思路，通过其机制研究为TBI昏迷促醒寻找新的靶点治疗提供了方向。总之，本课题研究有利于促进昏迷患者早日康复，重返家庭，减轻家庭和社会负担具有重要的意义。