温州医科大学团队发现40Hz光照促进大脑清除垃圾蛋白新机制
温州医科大学团队发现40Hz光照促进大脑清除垃圾蛋白新机制
近日，温州医科大学附属眼视光医院陈江帆教授团队在《细胞发现》杂志上发表重要研究成果，揭示了40Hz光闪烁促进大脑清除垃圾蛋白的新机制。研究发现，40Hz光闪烁能增强脑类淋巴的流入和流出，而腺苷-A2A受体（A2AR）信号传导是这一过程的神经化学基础。
高频感觉刺激作为非侵入性策略，其调节大脑功能的作用正在被广泛接受。对于40Hz的光闪烁或者声音刺激在治疗阿尔茨海默病（AD）中的神奇表现，科学界从最初的惊讶到逐渐习惯，相关研究持续深入。
就在今年2月份，顶刊《自然》上的一项研究提出，40Hz多感官刺激可以促进AD小鼠脑脊液（CSF）和间质液（ISF）交换，加速淀粉样蛋白的淋巴清除。
近日，来自温州医科大学附属眼视光医院陈江帆教授的研究成果，将40Hz感官刺激促进脑内致病蛋白清除的机制进行了更新升级。他们发现40Hz光闪烁增强了脑类淋巴的流入和流出，并且发现腺苷-A2A受体（A2AR）信号传导是脑类淋巴流动增强的神经化学基础。
研究发表在Cell Discovery杂志上。
脑类淋巴系统的运转依赖于脑脊液（CSF）的流动和星形胶质细胞末端足的水通道蛋白-4（AQP4）极化，使脑脊液和间质液（ISF）进行液体交换，帮助大脑清除代谢废物。
利用荧光示踪剂，研究人员可以看到40Hz光闪烁显著增加了野生型小鼠脑脊液流动，基底前脑、前额叶、上丘和海马等区域表现出显著的脑脊液灌注速度加快，淋巴流入和流出增强。
40Hz光闪烁增强淋巴流入和流出
AQP4作为血管周围空间的外部屏障，在40Hz光闪烁30分钟后，极化显著增加，意味着更有效地定位在星形胶质细胞末端足处，有助于增强脑内的液体流动和类淋巴的废物清除功能。与此同时，小鼠的动脉血管运动和脑血流量显著增加，有助于增强类淋巴流入。
当然，研究人员也关注了小鼠的心血管健康。虽然血管运动增强，但是40Hz光闪烁没有造成小鼠的血压和心率显著上升，不会影响整体的心血管状态。
脑血流量增加
接下来，研究人员进一步探索40Hz光闪烁影响脑类淋巴流动的潜在机制。在之前的研究中，陈教授团队已经发现40Hz光闪烁可以增强胞外腺苷水平。而腺苷作为一种神经调质，在睡眠调控、心血管和炎症反应等功能中扮演着重要角色，并且与受体A2AR结合可以调节脑血流量。
因此，研究人员针对小鼠腺苷水平进行了分析。腺苷的跨膜转运依赖于两种不同的转运蛋白ENT1和ENT2。40Hz光闪烁30分钟后，小鼠脑脊液细胞外腺苷水平显著升高，脑类淋巴流动增强；分别对两种转运蛋白基因进行敲除，发现只有ENT2缺失影响了40Hz诱导的腺苷水平增加和脑类淋巴流动增强，并且在ENT2缺失小鼠中也没有发现AQP4的极化增加或者动脉血管运动增强。
ENT2缺失影响40Hz诱导的脑淋巴流动、血管运动和脑血流量增加
进一步对40Hz光闪烁诱导后的野生型小鼠大脑进行分析，可以看到全脑提取物中的ENT2密度增加以及A2AR密度增加，说明腺苷和A2AR在40Hz光闪烁促进脑类淋巴流动中的重要作用。
总的来说，研究证明40Hz光闪烁通过ENT2介导的腺苷释放和A2AR激活增强了野生型小鼠的脑类淋巴流动。
机制示意图
在多种衰老相关疾病以及神经系统疾病中，都存在脑类淋巴系统功能减退，从而导致认知能力下降和蛋白质病变。40Hz多感官刺激如果可以作为一种新型非侵入性策略，调节并增强脑类淋巴流动，将为相关疾病的治疗带来极大的改善。