2025年8月4日,瓯江实验室谭涛课题组与东南大学孙剑飞课题组在中国神经科学学会专刊Neuroscience Bulletin合作发表题为“Precise Magnetic Stimulation of the Paraventricular Nucleus Improves Sociability in a Mouse Model of ASD”的研究论文。
通讯作者:孙剑飞研究员、谭涛研究员、顾宁院士、张志珺教授;
第一作者:刘莎、杨屈杨;
瓯江实验室谭涛课题组共同作者:杨洁、高靖尧;
论文信息:Liu S†, Yang Q†, Zhu P, Liu X, Lu Q, Yang J, Gao J, Han H, Zhang Z*, Gu N*, Tan T*, Sun J*. (2025) Precise Magnetic Stimulation of the Paraventricular Nucleus Improves Sociability in a Mouse Model of ASD. Neuroscience Bulletin. 2025 Aug 4. doi: 10.1007/s12264-025-01444-x (中科院2区,IF 5.8)
该文在Neuroscience Bulletin2025年第10期以封面文章正式见刊。
孤独症谱系障碍(ASD)是一种复杂的神经发育性疾病,对全球公共健康构成严峻挑战。目前临床治疗效果有限且机制不明,亟需创新疗法。催产素因改善ASD核心症状(社交障碍、焦虑、刻板行为等)的潜力备受关注,但人工合成催产素难以模拟脑源性催产素的生理活性,加之个体差异过大,导致临床疗效不理想。下丘脑室旁核(PVN)是脑部催产素合成与释放的核心枢纽,我们提出借助物理技术靶向激活PVN以促进脑源性催产素释放治疗ASD的策略。但 PVN 位于脑深部,常规物理干预技术难以实现精准靶向。例如,现有的脑深部刺激技术(DBS)因侵入性强且存在电流扩散等问题,应用受到限制;传统磁刺激技术(如 rTMS)虽具备非侵入优势,却因空间分辨率低、穿透深度不足,难以实现对 PVN 的特异性调控。
研究突破技术瓶颈,开发超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIONs)介导的精准磁刺激系统(pMSS)。动态监测结果表明,SPIONs联合磁场可显著增强Neuro-2a细胞钙内流。通过对比不同磁场对神经元活性的影响,发现10 Hz pMSS相较于rTMS能更高效激活神经元(图1)。体内研究表明,10 Hz-pMSS刺激可特异性激活PVN神经元(图1),活化催产素信号通路,促进催产素释放,并诱导树突结构重塑。
催产素探针及微透析实验表明,10 Hz-pMSS刺激PVN可促进催产素释放。对ASD小鼠进行pMSS干预后发现,持续一周的治疗显著改善了小鼠的社交能力,减少了焦虑和重复刻板行为。通过给予催产素受体拮抗剂进行药理干预实验,进一步证实了催产素信号系统在pMSS改善孤独症样行为中的关键作用。且与外源性催产素相比,pMSS刺激PVN在改善小鼠社交偏好指数上效果更优(图2)。三箱社交测试显示社交偏好指数从-34.6% ± 0.07%提升至68.27% ± 0.03%,且优于外源性催产素给药组(50%±0.06)。

本研究的核心突破在于:
1. 提出了磁刺激PVN调控脑源性催产素释放用以治疗ASD的新方法;
2. 通过SPIONs的介导实现了深部核团的安全高效磁刺激;
3. 发现了磁刺激室旁核可双向调节催产素分泌的新现象。
本研究不仅为ASD治疗提供了创新策略,也为脑深部核团精准调控技术的发展奠定了重要基础。
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