摘要
理由和目标
重复性轻度创伤性脑损伤(mTBI)，尤其是脑震荡，会损害脑灌注和脑废物清除通路，导致持久的神经功能缺损和神经退行性疾病风险增加。针对单一通路的传统药物治疗在临床试验中显示效果有限。光生物调节(PBM)作为一种有前景的非侵入性方法已崭露头角，具有同时改善血管功能和废物清除的潜力。
目标
确定在重复性脑震荡后的急性期应用1267纳米波长的经颅PBM，是否能改善小鼠的皮层灌注、氧合、颅内顺应性、脑膜淋巴引流和神经功能。
材料与方法
将20只雄性C57BL/6小鼠随机分为PBM组和假手术组，并在1.5小时间隔内进行三次连续闭合性头部脑震荡冲击，以模拟重复性轻度TBI。在最后一次冲击后4小时应用经颅PBM（1267纳米，10毫瓦/平方厘米，5毫米直径光斑），持续45分钟（三个10分钟的会话，间隔5分钟）。1267纳米波长位于生物透明窗口内，比更短的近红外波长具有更深的经颅穿透能力。评估指标包括皮层微循环、组织氧合、颅内顺应性、脑膜淋巴引流和神经严重程度评分。使用双向方差分析进行多重比较的统计分析，p<0.05被认为具有显著性。
结果
重复性脑震荡导致皮层灌注和氧合逐步下降、脑顺应性降低、淋巴清除受损以及神经评分恶化。与假手术组相比，PBM部分逆转了这些缺陷，改善了微循环和氧合水平至接近基线，提高了脑顺应性，恢复了脑膜淋巴引流，并降低了神经严重程度评分。
结论
急性期应用1267纳米波长的经颅PBM可减轻重复性脑震荡后的脑血管、生物力学和脑膜淋巴功能障碍，并带来相关功能益处。通过同时改善灌注、氧输送、颅内顺应性和淋巴引流，PBM代表了一种基于机制、非侵入性的候选疗法，可用于轻度TBI后的早期辅助干预。
正文
引言
重复性轻度创伤性脑损伤(mTBI)是慢性创伤性脑病(CTE)的主要前兆，CTE是一种与认知能力下降、情绪障碍以及阿尔茨海默病和帕金森病风险增加相关的进行性神经退行性疾病。尽管主要冲击会导致即时的神经元和轴突损伤，但长期残疾主要由继发级联反应驱动，包括神经炎症、氧化应激、血脑屏障(BBB)功能障碍等。
总体设计
所有程序均获得洛夫莱斯生物医学研究所(Lovelace Biomedical Research Institute，LBRI；协议#FY24–042)机构动物护理和使用委员会的批准。LBRI由美国实验室动物护理认证协会认证，所有实验均遵守《实验动物护理和使用指南》。功效计算(G*Power 3.1；重复测量方差分析，基于试点数据的效应量f = 0.45，α = 0.05)表明每组n = 9可提供85%的功效；我们...
区域脑皮层微循环
激光散斑对比成像通过分析散斑模式量化相对血流量，为绘制皮层微循环提供了非侵入性、实时和高空间分辨率的能力。代表性LSCI灌注图展示了从基线到伤后低灌注的进展以及PBM后的部分恢复情况(图2a；感兴趣区域在挫伤核心和挫伤周围皮层上划定)。重复性闭合性头部损伤(CHI)导致皮层...
1267纳米光生物调节在重复性脑震荡中的机制基础
尽管PBM的精确机制尚未完全了解，但越来越多的证据支持其多因素生物效应，涵盖线粒体/光受体信号传导、一氧化氮生物活性以及血管-淋巴系统的协调调节。在近红外(NIR)范围内，线粒体发色团(特别是细胞色素c氧化酶)对光子的吸收增强了呼吸链活性，加速了电子传输，增加了三磷酸腺苷(ATP)的产生，并...
结论
据我们所知，本研究首次证明经颅光生物调节可以在急性期促进创伤性脑损伤后脑引流通路的恢复。在重复性轻度TBI急性期给予的短期1267纳米PBM同时恢复了皮层微循环和氧合，改善了颅内顺应性，并增强了伊文思蓝从枕大池到深部颈淋巴结的脑膜淋巴流出，伴随着...
披露
作者声明，本研究在没有任何可能被视为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行。
作者贡献声明
Edwin Nemoto：撰写-审阅和编辑。Patric Stanton：撰写-审阅和编辑，数据管理，概念化。Satoshi Kashiwagi：撰写-审阅和编辑，正式分析。Dmitriy Atochin：撰写-审阅和编辑。Alexey Trofimov：撰写-审阅和编辑，正式分析。Eduardo Colombari：撰写-审阅和编辑，数据管理。Olga A. Bragina：撰写-审阅和编辑，可视化，正式分析，数据管理。Fazle Kibria：撰写-审阅和...
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的可能影响本论文报告工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了TU/LBRI创新内部研究资助以及美国国立卫生研究院(NIH)资助的支持，包括NINDS #R01NS112808、NINDS #R21NS091600(D.E.B.)、NIA #R21AG089266(O.A.B.)、NIA #R01AG081809、NINDS #R01NS096237(D.N.A.)、NIAID #R21AI144103、NCI #R01CA280968(S.K.)。
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