一种针对“化疗脑”的无创治疗

接受化疗的患者经常会出现认知影响，例如记忆障碍和注意力不集中——这种情况通常被称为“化疗脑”。

麻省理工学院的研究人员现在已经表明，一种刺激伽马频率脑电波的非侵入性治疗可能有望治疗化疗脑。在一项对小鼠的研究中，他们发现每天暴露在频率为40赫兹的光和声音中可以保护脑细胞免受化疗引起的损伤。该治疗还有助于防止记忆力减退和其他认知功能受损。

研究人员说，这种治疗方法最初是作为治疗阿尔茨海默病的一种方式而开发的，似乎具有广泛的效果，可以帮助治疗各种神经系统疾病。

“这种治疗可以减少DNA损伤，减少炎症，并增加少突胶质细胞的数量，少突胶质细胞是产生轴突周围髓鞘的细胞，”麻省理工学院Picower学习与记忆研究所所长Li-Huei Tsai说。“我们还发现，这种治疗改善了动物的学习和记忆，并增强了动物的执行功能。

Tsai是这项新研究的资深作者，该研究今天发表在 《科学转化医学》（Science Translational Medicine）上。该论文的主要作者是麻省理工学院博士后TaeHyun Kim。

保护性脑电波

几年前，Tsai和她的同事们开始探索使用40赫兹（每秒周期）的光闪烁来改善阿尔茨海默病的认知症状。先前的研究表明，阿尔茨海默氏症患者的伽马振荡受损 – 脑电波范围为25至80赫兹（每秒周期），被认为有助于注意力，感知和记忆等大脑功能。

Tsai对小鼠的研究发现，暴露于40赫兹闪烁的光或音调为40赫兹的声音可以刺激大脑中的伽马波，这具有许多保护作用，包括防止β淀粉样蛋白斑块的形成。同时使用灯光和声音可提供更显著的保护。这种治疗在人类中似乎也很有希望：针对早期阿尔茨海默病患者的 1 期临床试验发现，这种治疗是安全的，并且确实提供了一些神经和行为益处。

在这项新研究中，研究人员着手研究这种治疗是否也能抵消化疗的认知影响。研究表明，这些药物可以诱发大脑炎症，以及其他有害影响，例如白质的损失 – 帮助大脑不同部分相互交流的神经纤维网络。化疗药物还会促进髓鞘的丢失，髓鞘是一种保护性脂肪涂层，允许神经元传播电信号。在阿尔茨海默氏症患者的大脑中也可以看到许多这些影响。

“化疗脑引起了我们的注意，因为它非常普遍，而且有很多关于化疗后大脑是什么样子的研究，”Tsai说。“从我们之前的工作中，我们知道这种伽马感觉刺激具有抗炎作用，因此我们决定使用化疗脑模型来测试感觉伽马刺激是否有益。

作为实验模型，研究人员使用了服用顺铂的小鼠，顺铂是一种化疗药物，通常用于治疗睾丸癌、卵巢癌和其他癌症。给小鼠服用顺铂五天，然后取出五天，然后再次服用五天。一组仅接受化疗，而另一组也每天接受 40 赫兹的光和声音治疗。

三周后，接受顺铂但未接受伽马治疗的小鼠显示出化疗的许多预期效果：脑容量缩小、DNA 损伤、脱髓鞘和炎症。这些小鼠的少突胶质细胞数量也减少了，少突胶质细胞是负责产生髓鞘的脑细胞。

然而，接受伽马治疗和顺铂治疗的小鼠在所有这些症状中都显示出显着减少。伽马疗法对行为也有有益的影响：接受治疗的小鼠在旨在测量记忆和执行功能的测试中表现更好。

“基本机制”

使用单细胞RNA测序，研究人员分析了接受γ治疗的小鼠中发生的基因表达变化。他们发现，在这些小鼠中，炎症相关基因和触发细胞死亡的基因被抑制，特别是在少突胶质细胞中，少突胶质细胞是负责产生髓鞘的细胞。

在接受伽马治疗和顺铂治疗的小鼠中，一些有益的效果在四个月后仍然可以看到。然而，如果在化疗结束后三个月开始伽马治疗，效果要差得多。

研究人员还表明，伽马治疗改善了接受不同化疗药物甲氨蝶呤的小鼠的化疗脑体征，甲氨蝶呤用于治疗乳腺癌、肺癌和其他类型的癌症。

“我认为这是改善髓鞘形成和促进少突胶质细胞完整性的非常基本的机制。它似乎不是诱导脱髓鞘的药物所特有的，无论是化疗还是其他脱髓鞘的来源，“Tsai说。

由于其广泛的影响，Tsai的实验室还在其他神经系统疾病的小鼠模型中测试伽马治疗，包括帕金森病和多发性硬化症。由蔡崇信和麻省理工学院教授爱德华·博伊登（Edward Boyden）创立的Cognito Therapeutics公司已经完成了阿尔茨海默氏症患者伽马疗法的2期试验，并计划在今年开始3期试验。

“就临床应用而言，我的实验室现在的主要重点是阿尔茨海默氏症;但希望我们也能针对其他一些适应症测试这种方法，“Tsai说。

该研究由JPB基金会，Ko Hahn种子基金和美国国立卫生研究院资助。