JPD:苍白球内侧的神经变性,与步态冻结中多巴反应,关系密切

2022-05-24 神经新前沿 MedSci原创

GPi的结构完整性作为FOG的多巴反应的相关因素

步态冻结(FOG)是帕金森病(PD)的一个常见的致残特征,导致跌倒频率增加,生活质量下降。虽然没有有效的方法来管理FOG,但一些患者对多巴胺能治疗有强烈的反应,而另一些则没有。
图1: 论文封面图

即使是对多巴反应的FOG,管理也受到运动波动的限制,运动波动会变得越来越复杂,并最终导致反应的丧失。这些观察表明多巴胺能系统与FOG的病理生理学有关,并表明进一步了解FOG中多巴反应的生物学基础可能提供一个重要的治疗目标。

FOG已根据其多巴反应以几种方式分类。OFF-FOG是通常用来指在实际定义的OFF用药状态下发生的FOG,而ON FOG发生在实际定义的ON用药状态下;然而,FOG可能只发生在ON状态下,这被称为多巴诱导的FOG。

当FOG同时发生在ON和OFF状态下,并随着剂量的进一步增加而改善,参与者被称为假性ON FOG,最近还描述了双相FOG。在本研究中,如果多巴胺能疗法对FOG没有任何影响,这被称为多巴抗性FOG。在本研究中,如果多巴胺能疗法对FOG有临床上明显的改善,我们将患者归类为多巴反应型。

迄今为止,数量有限的研究已经调查了多巴反应的神经生物学基础和基于经验的治疗方法,以改善多巴无反应者的FOG,这仍然是难以捉摸的。因此,需要建立基于大脑的FOG对多巴胺能疗法反应的标记,以促进我们对多巴无反应FOG的理解。


多巴胺在基底神经节回路中起着核心作用,因为它抑制间接通路,促进直接通路,促进运动。 中脑运动区(MLR),包括小脑核(PPN)是一个上脑干结构,对运动和自动步态的产生至关重要。MLR的退化和MLR与皮质结构的功能连接中断与运动计划不良和更严重的自由症有关。

MLR接受来自基底神经节下行的输入,通过来自球苍白球(globus pallidus internus, GPi)的GABA能投射和来自丘脑下核(subthalamic nucleus, STN)的谷氨酸能投射。

这在非人类灵长类动物的研究中得到证明,GPi刺激可降低PPN神经元的平均放电率,GABA拮抗剂可减轻运动障碍。 在啮齿动物模型中,STN的高频刺激通过兴奋性纤维直接调节PPN的神经活动。鉴于GPi和STN在连接富含多巴胺的基底神经节回路和脑干运动中心方面的重要性。

藉此,美国Medical University of South Carlina的Daniel H. Lencha等人假设这些区域的结构完整性的破坏将与FOG对多巴胺能疗法的反应性降低有关。


特发性PD与基底神经胶质细胞核、小脑和脑干结构的渐进性、广泛性变性有关。扩散成像方法可以无创地评估皮层下灰质和白质通路,该技术的进步通过估计水扩散概率分布函数的峰度,提高了脑组织中扩散指标的敏感性。

在目前的研究中,他们试图用扩散峰度成像(DKI)评估GPi、STN和MLR结构完整性的变化,以比较多巴反应性和多巴无反应性FOG的参与者。

他们招募了36名患有PD和明确的FOG的参与者,进行弥散峰度成像(DKI)和多巴反应性的多种评估(UPDRS评分,用药与停药的步态时间)。

图2:论文结果图

他们发现:与多巴反应性FOG患者相比,多巴反应性FOG患者的右侧GPi显示出分数各向异性、平均峰度(MK)的降低和径向扩散性的增加。

此外,使用概率图,他们观察到多巴反应性FOG患者沿右GPi-MLR束的MK减少和平均扩散率增加。右侧GPi的MK与FOG的主观多巴反应有关(r = -0.360, df = 30, p = 0.043),但与整体运动多巴反应无关。

该研究的重要意义在于发现了:GPi的结构完整性作为FOG的多巴反应的相关因素。此外,DKI指标可能是针对多巴胺能回路和改善FOG行为的临床研究的敏感生物标志物。


原文出处:
Lench DH, Keith K, Wilson S, et al. Neurodegeneration of the Globus Pallidum Internus as a Neural Correlate to Dopa-Response in Freezing of Gait. _JPD_. Published online March 28, 2022:1-10. doi:[10.3233/JPD-213062](https://doi.org/10.3233/JPD-213062)

作者:Freeman

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