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2024年12月19日法国国家科学研究中心，马赛神经科学研究所Franck Debarbieux团队在Journal of Neuroinammation发表“Dorsoventral photobiomodulation therapy safely reduces infammation and sensorimotor defcits in a mouse model of multiple sclerosis” ，揭 示了无创光生物调节疗法可安全地减轻多发性硬化症小鼠模型中的炎症以及感觉运动功能缺陷。
无创光生物调节疗法（PBMT）利用特定的红外光波长来刺激生物组织，近期因其在治疗神经系统疾病方面的应用而受到关注。在此，作者旨在揭示光生物调节疗法的细胞作用靶点，并评估其作为多发性硬化症（MS）治疗干预手段的潜力。在实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）小鼠模型（该模型重现了多发性硬化症的关键特征）中每日采用背腹向光生物调节疗法，结果显示光生物调节疗法对感觉运动功能缺陷有着明显积极影响。为了理解这些显著效果背后的细胞机制，运用了最先进的工具和方法，作者发现光生物调节疗法在脊髓背侧诱导出抗炎和神经保护作用。光生物调节疗法阻止了外周免疫细胞浸润、神经胶质细胞的反应，以及实验性自身免疫性脑脊髓炎所导致的脊髓中间神经元的过度兴奋，而这很可能是该疗法产生行为学效应的基础。因此，除了证实光生物调节疗法在健康小鼠身上的安全性之外，临床前研究表明，光生物调节疗法对实验性自身免疫性脑脊髓炎的病理生理学有全身性的有益影响，主要体现为对炎症过程的调节作用。
图一 对MS小鼠模型中PBMT进行的纵向及多模式评估
为了研究PBMT对MS的潜在影响，作者选用了成年的三杂合子Ty1-ECFP//LysM-EGFP//CD11c-EYFP转基因小鼠（雌雄不限），并在部分小鼠身上诱导实验性自身免疫性脑脊髓炎，在有或无脊髓玻璃窗植入的情况下进行操作以便能够反复开展体内成像。在后一种情况（即植入脊髓玻璃窗）下，在植入脊髓玻璃窗三周后诱导实验性自身免疫性脑脊髓炎，以便让手术引发的炎症得以消退。在诱导后的12至14天，可以清楚地观察到尾部麻痹的最初迹象。在诱导后的28天内，作者对实验性自身免疫性脑脊髓炎对照组以及接受光生物调节疗法治疗组小鼠的感觉运动功能缺陷进行了细致评估。实验性自身免疫性脑脊髓炎的临床评分显示，小鼠后肢的感觉运动麻痹症状逐渐出现，在第17天（D17）左右达到最严重程度。随后，到实验方案结束的第28天（D28）时，出现了自发性的、程度较轻微的恢复情况。
图二 PBMT后感觉运动功能的改善情况
作者对接受PBMT治疗的EAE小鼠进行了相同的行为学分析，从第12天开始，这些小鼠每日接受光生物调节疗法。此前已评估过在对照小鼠中进行相同治疗后，未发现功能性副作用。连续四天的光生物调节疗法疗程足以观察到疾病进展减缓。值得注意的是，每日的光生物调节疗法在疾病发作期显示出疗效，能显著减轻疾病高峰期及恢复期的感觉运动功能缺陷。此外，到第28天，感觉运动症状减轻了一半，仅剩余轻微症状。与实验性自身免疫性脑脊髓炎的临床评分并行，利用加速转棒实验对相同的小鼠评估了运动功能缺陷情况。在疾病的高峰期和恢复期观察到光生物调节疗法具有非常显著的效果。小鼠在加速转棒实验中的奔跑速度也几乎提高了一倍。作者利用基于开源的姿态估计工具DeepLabCut（DLC）追踪的分析方法，进一步对EAE小鼠的体态缺陷进行了表征，分析时既考虑了整个视频时长，也将分析限定在运动时间段内。尾尖、背部高度以及足部运动范围似乎是体现实EAE临床评分严重程度的可靠指标。而且，在未接受光生物调节疗法时没有恢复迹象的体态缺陷和运动功能，在光生物调节疗法实施两周结束时均得到了显著改善。总之，这些数据表明，光生物调节疗法可显著减轻实验性自身免疫性脑脊髓炎所导致的功能缺陷。
图三 EAE小鼠脊髓背侧炎症状态与轴突退变或感觉运动功能缺陷之间的相关性
PBMT对外周炎症的急性减轻作用与轴突密度在第14天相较于未经治疗的EAE小鼠显著增加40%。作者的纵向体内模型勾勒出了外周炎症与轴突退变以及慢性小胶质细胞反应性和感觉运动功能缺陷之间的相关性。此外，急性外周炎症的水平与后续慢性小胶质细胞反应性的水平相关，这或许可以解释为何光生物调节疗法对慢性小胶质细胞反应性的影响有所延迟。总体而言，这些结果凸显了外周炎症通过轴突退变和慢性小胶质细胞反应性与感觉运动功能缺陷之间的联系。它们也证明了光生物调节疗法在实验性自身免疫性脑脊髓炎多发性硬化症模型中强大的抗炎和神经保护作用。
综上所述，文章主要聚焦于背腹向光生物调节疗法在多发性硬化症（multiple sclerosis）小鼠模型中的应用及效果研究。采用该疗法对多发性硬化症小鼠模型进行干预，旨在探究其对该病症的影响，同时还运用了如脊髓玻璃窗植入以实现体内成像等多种手段辅助研究。发现每日进行背腹向光生物调节疗法，能安全地减轻小鼠模型中的炎症以及感觉运动功能缺陷。在疾病发作期、高峰期及恢复期等各阶段均展现出显著疗效，比如可使感觉运动症状减轻、改善体态缺陷和运动功能等。通过一系列研究揭示了该疗法诱导出抗炎和神经保护作用，其减轻外周炎症的作用与轴突密度增加相关，并且呈现出外周炎症与轴突退变、慢性小胶质细胞反应性以及感觉运动功能缺陷之间存在相关性，进而体现出疗法通过多方面作用机制来改善病症情况。总体来说，研究表明背腹向光生物调节疗法在多发性硬化症小鼠模型中有着积极的治疗效果，且体现出相应的作用机制，为后续进一步探索其在相关疾病治疗方面的应用提供了依据。
文章来源
https://doi.org/10.1186/s12974-024-03294-2
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