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中风神经保护的新视角：利用缺氧口袋的见解研究预处理和后处理

中风作为全球范围内导致死亡和残疾的主要原因之一，对个体健康和社会经济造成了巨大的负担。据世界卫生组织（WHO）统计，每年约有1500万人遭受中风的打击，其中约500万人因此死亡，另外500万人留下永久性残疾。中风的主要类型包括缺血性中风和出血性中风，其中缺血性中风占所有中风病例的80%以上。缺血性中风是由于脑部血管阻塞导致脑组织缺氧和营养供应不足，进而引发脑细胞死亡。因此，开发有效的神经保护策略，以减轻中风引起的脑损伤和改善患者的预后，是神经科学研究中的一个重要课题。

主要内容

这篇论文提出了一个新的研究方向，即利用对缺氧口袋（hypoxic pockets）的见解来研究预处理和后处理策略。研究表明，通过异氟醚、运动、远隔肢体缺血预处理等干预措施可以减轻缺氧区域，可能保护大脑免受缺血事件的影响。这些策略利用大脑的内在适应能力抵抗缺血损伤，为增强恢复和预防工作开辟了新的途径。此外，研究还强调了运动和感官刺激等非药物干预在减少缺氧口袋和促进中风恢复中的作用，主要内容包括：

1.缺氧口袋的重要性：缺氧口袋被定义为脑内局部、短暂的低氧区域，对神经元健康和功能有潜在影响。这些区域的形成受微循环变化的影响，可以通过提高血流和氧气输送的干预措施来减轻。

2.预处理和后处理策略：通过如异氟醚、运动、远隔肢体缺血预处理等干预措施可以减轻缺氧口袋，可保护大脑免受缺血事件的影响。这些策略利用大脑的内在适应能力抵抗缺血损伤，为增强恢复和预防工作开辟了新的途径。

3.异氟醚的效果：异氟醚通过诱导血管扩张和改善氧气输送，减轻大脑皮层中缺氧区域的形成。

4.运动的作用：运动通过改善脑血流和氧气输送，减少缺氧区域的发生和大小，对中风恢复有积极作用。

5.感官刺激的影响：如胡须刺激等感官诱导的血流和氧气输送增加，可以减少缺氧口袋，提供非药物神经保护方法。

亮点

1.挑战传统观点：该研究挑战了大脑皮质氧合均匀的传统观点，强调了缺氧口袋在中风研究中的重要性。

2.实时观察技术：使用先进的遗传编码生物发光氧指示剂Green enhanced Nano-lantern (GeNL)实时观察皮层中的氧动态，揭示了缺氧区域的形成。

3.非药物干预：研究强调了运动和感官刺激等非药物干预在减少缺氧口袋和促进中风恢复中的作用。

专家点评

中风是由于脑部血液循环障碍导致的一种疾病，是全球主要的死亡和致残原因之一。神经保护策略旨在通过保护神经系统免受损害来改善中风结果。预处理和后处理是两种有前景的神经保护策略，它们通过在中风前或中风后施加轻度应激来触发保护机制。

Nedergaard团队在观察小鼠时，首次注意到大脑中某些微小区域会出现短暂的暗淡，意味着氧气供应暂时中断，这种情况可持续几分钟。氧气通过大脑内的大型动脉和微小毛细血管网络进行扩散。经过一系列严谨实验，Nedergaard团队确认这些缺氧是由毛细血管阻滞引起的，即白细胞暂时阻断微血管，阻碍载氧红细胞通过。他们将这些短暂缺氧区域定义为“缺氧口袋”，并且发现在休息状态下，尤其是在老龄小鼠和阿尔茨海默病模型动物中，这种现象更为常见。相关研究结果发表在2024年3月29日的Science期刊上。

缺氧口袋的发现为中风的神经保护提供了新的视角。这些局部的、短暂的低氧区域对神经元的影响比之前认为的要大，它们可能在中风发生时加剧脑组织的损伤。因此，了解缺氧口袋的形成机制和特征对于开发针对性的干预措施至关重要。

未来的研究需要在以下几个关键领域进行：

1.缺氧口袋的机制研究：需要进一步研究缺氧口袋的形成机制，包括它们在脑组织中的空间和时间特征，以及它们在中风病理生理中的作用。

2.干预措施的优化：研究如何通过药物和非药物干预措施调节缺氧区域，以及这些干预措施的细胞和分子基础。

3.新的分子靶点和信号通路：探索由缺氧在大脑中触发的新分子靶点和信号通路，为治疗干预提供新途径。

4.影像和监测技术的进步：影像和监测技术的进步对于更好地理解缺氧区域至关重要，可以提供新的诊断工具和生物标志物，以识别高危患者和评估神经保护干预措施的成功。

5.临床应用的转化：将实验室发现转化为临床应用是一个重要挑战，需要进行临床试验来验证这些神经保护策略在人类患者中的有效性。

How to cite：Zhao H, Meng Y, Li S, Liu G, Ji X. A novel perspective in stroke neuroprotection: Leveraging hypoxic pocket insights for studying preconditioning and postconditioning.Neuroprotection. 2024. Advance online publication. doi:10.1002/nep3.61