tDCS通过CaMK Ⅱ/CREB通路改善单眼剥夺大鼠初级视皮层突触可塑性研究

摘要

目的 探讨经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation, tDCS)对单眼剥夺(Monocular deprivation, MD)大鼠初级视皮层(V1)中CAMKⅡ、CREB和SYN1蛋白表达及视觉能力的影响，为弱视治疗提供理论基础。方法 55只SPF级新生SD大鼠，从中选取43只于出生后14 d缝合右侧上下眼睑以建立单眼剥夺模型，单眼剥夺2周后选取36只缝合严密不漏光的大鼠随机分为模型组(MD)、阳极治疗组(anodaltDCS,a-tDCS)、假治疗组(shamtDCS,s-tDCS)。模型建立后进行为期14 d的tDCS治疗，对a-tDCS组每天施以1mA直流电刺激，每天1次，每次20 min; s-tDCS组只在刺激开始后1 min和结束前1 min给予电流刺激。视觉水迷宫用于测试视觉辨别能力和选择行为。图形视觉诱发电位(Pattern visual evoked potential, P-VEP)检测各组大鼠P100波振幅和潜伏期；HE染色观察V1中细胞形态和排列情况；Westernblot法检测V1中CaMKⅡ、CREB和SYN1蛋白表达水平；免疫组织化学染色观察SYN1阳性细胞数量。结果 与Control组比较，MD组大鼠视觉辨别能力降低，选择正确率显著下降(P<0.0001);P100波振幅显著降低(P<0.001),潜伏期延长(P<0.001);V1中核仁皱缩，细胞排列不规整；CaMKⅡ、CREB和SYN1蛋白表达量下降(P<0.001);SYN1蛋白的平均阳性细胞数量减少(P<0.0001)。a-tDCS组与MD组相比，大鼠视觉辨别能力显著改善，选择正确率升高(P<0.0001);P100波振幅升高(P<0.001),潜伏期缩短(P<0.001);V1神经元排列规整，皱缩有所减少；CaMKⅡ、CREB和SYN1蛋白表达量显著升高(P<0.001);V1中SYN1蛋白的平均阳性细胞数量增加(P<0.05)。s-tDCS对MD组无治疗作用。结论 a-tDCS可改善单眼剥夺大鼠的视觉能力，其机制可能与a-tDCS通过CaMKⅡ/CREB通路调节V1神经元突触可塑性有关。

关键词

经颅直流电刺激 / 单眼剥夺 / CaMKⅡ / CREB / SYN1 / 视皮层