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Nat Commun丨无创前庭干预,弥补帕金森治疗短板!新研究揭示阈下光遗传激活前庭核改善帕金森步态节律

2026-08-06 16:53
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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走路时脚步不稳、转身容易倾倒、起步双脚僵持难迈开,这些帕金森患者最困扰的躯干运动问题,现有的药物和脑深部电刺激(DBS)很难针对性缓解这类躯干平衡问题, 这类症状被称为PIGD亚型(姿势不稳和步态困难),是帕金森治疗中最棘手的短板之一。我们该如何找到更温和、有效的干预方式?

2026年8月4日,德国维尔茨堡大学医院Chi Wang Ip、Philip Tovote教授团队在《Nature Communications》上发表研究”Vestibular nucleus stimulation for ameliorating locomotor dynamics in a Parkinsonian mouse model”。

该研究利用病毒示踪解析小鼠前庭核谷氨酸能神经元全脑投射环路,证实其可广泛连接基底节、脑干运动核心区域;构建 A53Tα- 突触核蛋白帕金森小鼠模型,建立阈下光遗传刺激范式,发现帕金森小鼠对前庭调控敏感性下降,阈下刺激可激活丘脑、延髓运动脑区,重塑小鼠行为模块化特征,修复步态节律同步性缺陷,明确前庭核兴奋性神经元是帕金森躯干运动障碍无创调控的关键靶点。

前庭核如何与全脑运动网络连接?

团队采用两种病毒示踪技术,分别绘制Vglut2⁺前庭核(VNC)神经元的传出和传入环路。

顺行示踪显示,VNC 谷氨酸能神经元大量投射至丘脑板内核、未定带、丘脑底核及延髓巨细胞网状核等运动中枢,仅少量纤维投射至中脑运动区(MLR),同时存在向岛叶皮层、杏仁核的投射;逆行狂犬病毒示踪证实 VNC 主要接收感觉运动皮层、小脑绒球、延髓网状结构单突触输入,与丘脑底核、导水管周围灰质形成双向环路。免疫荧光定量显示,前庭 - 丘脑 - 纹状体通路存在直接突触连接,构成前庭信号调控基底节运动的解剖基础。

因此,前庭系统与全脑运动网络的结构关联,推翻前庭调控主要依赖中脑运动区的前期猜想。

光遗传梯度刺激揭示帕金森小鼠前庭响应特征

团队构建单侧黑质A53T突变α-突触核蛋白帕金森小鼠模型,验证多巴胺神经元丢失、肢体旋转偏移等典型病理行为。

前庭症状评分(VSS):

症状等级

表现

VSS1

头偏

VSS2

躯体倾斜、转圈

VSS3

转圈

VSS4

后退

纵向观测第 4、8 周数据发现,帕金森小鼠诱发各级前庭症状所需激光功率显著高于健康小鼠,存在前庭环路脱敏现象。研究据此设计阈下刺激范式,刺激强度略低于诱发轻度前庭异常阈值;c-Fos 活性标记证明阈下刺激可特异性激活丘脑束旁核、延髓网状核等下游运动脑区,且无高强度刺激带来的运动紊乱副作用,区分阈上、阈下刺激完全相反的运动调控效果。

阈下前庭刺激能改善帕金森小鼠的运动和步态吗?

最后,团队基于无标记姿态捕捉技术量化小鼠全域行为。

结果显示,阈下刺激可提升帕金森小鼠整体活动活跃度,重构亚秒级行为模块转换网络,增加自然行为模式使用频次。跑步机步态分析显示,帕金森小鼠存在患肢步态振荡功率降低、肢体同步性受损、频率 - 振幅关联紊乱等核心缺陷;阈下 VNC 光激活可恢复步态振荡能量、修复肢体运动时序同步性,重建步态频率与振幅正常耦合关系,但无法提升小鼠最大奔跑速度。步态流畅度评分证实高强度阈上刺激会加重行走中断、步幅破碎,仅阈下温和调控可稳定步态节律,从整体行为模块、精细步态振荡两个维度证实前庭核兴奋性刺激对帕金森躯干运动障碍的靶向修复作用。

因此,阈下前庭刺激可修复帕金森小鼠步态振荡能量和肢体同步性,但阈上刺激反而加重步态破碎。

一张图看懂:前庭核如何修复帕金森步态?

本研究系统解析前庭神经核调控帕金森躯体运动的分子环路机制,阐释无创前庭调控改善帕金森姿势、行走障碍的底层神经逻辑,弥补现有疗法对躯干症状干预不足的研究空白。

对比维度

帕金森小鼠(off)

帕金森小鼠(阈下刺激)

对前庭刺激敏感性

↓↓(脱敏)

步态振荡功率

↓(患肢)

恢复

肢体同步性

受损

修复

频率-振幅耦合

紊乱

重建

行为模块化

减少

恢复

小编寄语:

很多帕金森患者都会被走路摇晃、起步卡顿、转身摔倒困扰,现有的治疗手段很难针对性缓解这类躯干平衡问题。

这项研究从前庭神经核找到了突破口,解释了温和无创刺激如何修复紊乱的行走节律。未来基于该研究的前庭调控疗法落地后,无需植入电极、仅通过体表前庭刺激,就能辅助改善患者日常行走、站立难题,为长期受平衡障碍困扰的帕金森人群带来更温和、便捷的康复新选择。

原文链接:

https://doi.org/10.1038/s41467-026-76183-2

原标题:《Nat Commun丨无创前庭干预,弥补帕金森治疗短板!新研究揭示阈下光遗传激活前庭核改善帕金森步态节律》

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