针刺治疗经前期综合征的脑网络调节机制研究

Acupuncture is an effective method in treating premenstrual syndrome (PMS), but the neural mechanism is still unclear. It is well established that the key etiologies of PMS are referred to brain changes, which are also significantly associathed with neurotransmitters metabolism abnormalities, including the gamma aminobutyric acid (GABA), serotonin (5-HT). Our previous study has showed that PMS patients have abnormal brain network associated with clinical symptoms, and acupuncture can modulate the default mode network(DMN) and 5-HT metabolism of depression patients. Therefore, it may be helpfull to elucidate the neural modulation mechanism of acupuncture treatment on PMS by investigating how acupuncture therapy regulating the abnormal brain network, GABA and 5-HT. This project focuses on the hypothesis that PMS patients have relative specificity of central responses after acupuncture treatment. We use multimodal magnetic resonance imaging to collect data before and after acupuncture treatment. Based on the voxel based morphometry(VBM), regional homogeneity(ReHo), amplitude of low-frequency fluctuation(ALFF) and functional connectivity(FC) analysis methods, it can construct the brain network representation models in PMS patients. Together with the changes of serum GABA and 5-HT before and after treatment, we further make a multi-dimensional investigation about acupuncture effects on brain networks and metabolism of PMS patients from the structure and function to metabolism levels. We expect this study would provide a valuable imaging basis for elucidating the central regulation mechanism of acupuncture treatment on PMS.

针刺治疗经前期综合征（PMS）疗效显著，但其中枢机制尚未阐明。PMS发病的关键环节在脑中枢，且与神经递质γ-氨基丁酸 (GABA)和5-羟色胺（5-HT）密切相关。本项目组前期研究表明PMS患者存在与临床症状相关的脑功能网络异常，及针刺治疗可调节抑郁症患者的脑默认网络及血清5-HT代谢。因此，探索针刺治疗如何调节PMS患者的异常脑网络及GABA和5-HT，可能有助于阐明针刺治疗PMS的中枢调节机制。本项目围绕“PMS患者对针刺治疗具有相对特异性的中枢响应特征”的研究假说，运用多模态MRI采集PMS患者针刺治疗前后的数据，应用基于体素的形态测量、区域一致性、低频振幅及功能连接度等数据分析方法，构建PMS患者的脑网络表征模式，结合治疗前后血清GABA和5-HT变化，从脑结构-功能网络-代谢多维度分析针刺对PMS患者脑网络及代谢的影响，以期为阐明针刺治疗PMS的中枢调节机制提供有价值的影像学依据

经前期综合征(PMS)是困扰育龄期女性最常见妇科疾病，针刺治疗PMS疗效显著，但其中枢机制尚未阐明。PMS发病的关键环节在脑中枢，且与神经递质γ-氨基丁酸 (GABA)和5-羟色胺（5-HT）密切相关。本项目围绕“PMS患者对针刺治疗具有相对特异性的中枢响应特征”的研究假说，运用多模态MRI采集PMS患者针刺治疗前后的数据，应用多种数据分析方法[低频振幅比率（fALFF）、区域一致性（ReHo）、功能连接（FC）、基于体素形态学测量（VBM）、Freesurfer图像分析]，构建PMS患者的脑网络表征模式，结合针刺治疗前后血清GABA和5-HT变化，进一步阐明针刺治疗PMS的中枢调节机制。研究结论：1.本项目组前期应用多种数据分析方法[fALFF、ReHo、FC、VBM、Freesurfer]系统、全面挖掘PMS的脑影像数据，研究发现PMS患者存在脑功能和结构的异常：①处于月经黄体晚期的PMS患者存在楔前叶(precuneus)皮层厚度变薄、灰质体积增加、fALFF和ReHo升高；左侧DLPFC厚度变薄、ReHo升高、左侧DLPFC-杏仁核功能连接增强、左侧DLPFC-海马功能连接增强；②PMS患者在黄体晚期存在杏仁核功能连接存在明显异常，包括默认网络（DMN：前额叶、前扣带回、颞叶、中央前回）、情感网络（AN：杏仁核、眶额回、海马、颞叶及脑岛）及疼痛网络（pain-matrix：杏仁核、脑岛、前扣带回、中央前回），与PMS患者临床上于月经黄体期出现广泛的情绪、躯体及行为症状相互吻合。2.电针三阴交（SP6）治疗能够调节PMS患者广泛脑区（楔前叶、额下回、额中回、颞下回、丘脑、岛叶、小脑），且能够调节PMS患者异常的杏仁核功能连接（关键脑区位于DMN和AN），同时影响Pain-matrix的网络状态。3.在脑代谢及结构方面，初步研究发现针刺可以提升血清GABA及5-HT的浓度，但由于样本量较少以及治疗时间短，未发现显著差异。本研究从脑结构-功能网络-代谢多维度分析针刺对PMS患者脑网络及代谢的调节机制，为针刺治疗PMS提供更为充分的科学依据。