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本研究探讨急性低剂量美金刚（5mg/kg）对大鼠永久性中脑动脉阻塞（pMCAO）模型的神经保护作用。结果显示，美金刚显著减少脑梗死面积（p=0.000029）和改善神经行为评分（p<0.0001），同时通过维持神经元结构（MAP2免疫反应性升高）实现神经保护，但不影响BDNF和PSD95蛋白表达及基因表达。
Nestor I. Martínez-Torres | Jonathan Cárdenas-Bedoya | Jazmin Marquez-Pedroza | Blanca Miriam Torres-Méndoza
神经科学系，神经心理药理学与可塑性实验室，墨西哥社会保障生物医学研究中心，墨西哥瓜达拉哈拉州哈利斯科市。
摘要
背景
美金刚（Memantine，Mem）是一种非竞争性N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAr）拮抗剂，在临床前中风模型中通过减少兴奋性毒性损伤显示出神经保护作用。然而，在缺血发生后立即给予的低剂量美金刚的疗效尚未得到充分研究。
方法
雄性大鼠接受永久性大脑中动脉阻塞（pMCAO）处理，并在阻塞后两小时接受单次腹腔注射美金刚（5 mg/kg）。使用改良的神经严重程度评分（mNSS）评估神经功能缺损。通过MAP2免疫组化技术量化梗死面积和神经元保护情况。采用ELISA检测BDNF和PSD95蛋白水平，并通过RT-PCR评估其基因表达。
结果
美金刚治疗显著减少了梗死面积（p = 0.000029）并减轻了神经功能缺损（p < 0.0001）。美金刚处理组的MAP2免疫反应性更高（p = 0.000003），表明神经元结构得到保护。pMCAO组和pMCAO+Mem组之间的BDNF蛋白水平无差异；与Sham组相比，pMCAO组的PSD95蛋白及其对应的DLG4 mRNA水平升高。其他组则无明显变化。
结论
早期给予低剂量美金刚可通过减少组织损伤和保护神经元完整性来提供急性神经保护，且不会影响缺血引起的BDNF和PSD95蛋白及其基因表达。这些发现提示美金刚具有选择性的早期神经保护机制，并强调了需要进行长期和性别包容性的研究以进一步评估其治疗潜力。
引言
中风是全球导致死亡和残疾的主要原因之一，每年影响超过1200万人，造成550万人死亡[1][2][3]。尽管进行了大量研究，但治疗选择仍然有限，静脉注射组织纤溶酶原激活剂是唯一获批的药物治疗方法[4]。这凸显了探索额外神经保护策略的必要性，尤其是在缺血损伤的急性阶段。
美金刚（Mem）是一种非竞争性N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAr）拮抗剂，在临床前中风模型中已被证明可以改善神经和运动功能[5][6][7]。通过阻断病理性NMDAr激活，美金刚可以减少神经元中的钙离子过度流入，这是缺血后神经元兴奋性死亡的关键机制[8][9]。此外，美金刚还被报道能增加脑源性神经营养因子的水平[10][11][12]，表明其可能与与中风恢复相关的神经营养信号通路相互作用。
BDNF信号通路在神经元存活、成熟、神经保护和突触可塑性中起核心作用[13][14][15][16]，其失调与包括中风在内的神经系统疾病有关[13][17][18][19][20]。该通路涉及多个关键蛋白，如BDNF受体酪氨酸激酶B（TRKB）和α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异噁唑丙酸受体（AMPAR），它们的活性对突触可塑性至关重要[15][21][22][23]。AMPAR的功能与突触后支架蛋白（包括突触后密度蛋白95（PSD95））密切相关，后者有助于受体锚定和突触信号传导[24]。此外，BDNF通过TRKB激活调节AMPAR的转运，这一机制直接与突触可塑性相关[24][25]。
尽管这些机制表明美金刚可能通过限制兴奋性毒性钙离子流入并影响BDNF相关信号通路来发挥神经保护作用[8][26][27]，但这些作用的时间方面尚未得到充分研究。特别是，突触可塑性通常与中风后的亚急性或慢性阶段相关，而美金刚对急性期神经元完整性和早期可塑性标志物的影响尚未明确。急性给予美金刚是否能在这一早期时间窗口内保护神经元结构并调节BDNF相关蛋白仍是一个未解之谜。
基于这些考虑，我们假设急性给予低剂量美金刚可能通过调节中风后的NMDAr活性和下游BDNF信号通路来保护神经元完整性和早期突触可塑性标志物。鉴于中风发生后的治疗窗口非常短暂[2][4][28]，这一点尤为重要，因此需要评估在缺血事件发生后短时间内给予的药物干预效果。
为了解决这一空白，我们研究了在永久性大脑中动脉阻塞后2小时给予单次美金刚（5 mg/kg）的效果。我们评估了这种治疗是否足以改善运动和感觉缺陷，利用微管相关蛋白2（MAP2）来保护梗死边缘区的神经元存活，并在中风后24小时内调节BDNF和PSD95的存在和表达。
动物
本研究使用了36只体重不超过250克的雄性Sprague-Dawley大鼠。大鼠在标准饲养条件下饲养：自由进食和饮水，12小时光照-黑暗周期（07:00—19:00），温度22 ± 2°C，湿度55%。大鼠被随机分配到四个组，每组9只：Sham组、未处理组（pMCAO组）、仅接受生理盐水处理的pMCAO组（pMCAO+Saline组）以及同时接受美金刚治疗的pMCAO组（pMCAO+Mem组）。
美金刚治疗预防了感觉运动缺陷
使用改良的神经严重程度评分（mNSS）评估神经损伤和治疗后的感觉运动缺陷。单因素方差分析显示组间差异显著（F3,32 = 97.892，p < 0.0001）。事后比较显示Sham组与I+Mem组之间无显著差异（p = 0.998）。然而，Sham组的表现在pMCAO组（p < 0.0001）和pMCAO+Mem组（p = 0.00005）中均明显更好。
讨论
在本研究中，我们研究了在永久性大脑中动脉阻塞后两小时给予单次低剂量美金刚（5 mg/kg）的效果，以评估其在缓解缺血损伤的行为和神经生物学后果方面的潜力。结果表明，美金刚治疗显著减轻了神经功能缺损（mNSS评分改善[6]），减少了梗死面积[5]，并保护了神经元完整性（MAP2检测结果）。
局限性与未来方向
虽然我们的发现表明早期低剂量美金刚对大鼠缺血性中风具有神经保护作用，但仍需注意几个局限性。首先，仅纳入了雄性大鼠，无法推广到雌性大鼠，因为雌激素可能影响结果。其次，我们的分析仅关注急性期，未评估长期神经或认知结局，这对临床应用至关重要。第三，虽然我们观察到……
结论
本研究发现，在pMCAO的急性期，低剂量美金刚（5 mg/kg）具有神经保护作用。美金刚在pMCAO后24小时内显著减轻了神经功能缺损，减少了梗死面积，保护了神经元群体（MAP2检测结果），并改变了BDNF和PSD95蛋白及其基因的表达。这些变化的缺失表明美金刚提供了急性神经保护，而不引发早期突触重塑，这与其选择性保护神经元结构的机制一致。
资助
本研究得到了墨西哥社会保障研究所（Instituto Mexicano del Seguro Social）的Fundación IMSS的支持，项目编号为：R-2024-1305-05, 2025-15-2。
作者贡献声明
Jazmin Marquez-Pedroza：撰写、审稿与编辑、数据管理。
Blanca Miriam Torres-Méndoza：撰写、审稿与编辑、方法学设计、研究实施、资金获取、数据分析、概念化。
Nestor I. Martínez-Torres：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、监督、资源协调、项目管理、方法学设计、研究实施、资金获取、数据分析。
Jonathan Cárdenas-Bedoya：资源协调、方法学设计、研究实施、数据分析。
致谢
我们感谢Eliseo Portilla-de Buen博士和Ricardo Arturo González-González博士在方法学程序方面的支持，以及他们在墨西哥社会保障生物医学研究中心外科研究部门提供的设施。同时，感谢免疫学部门的María de Jesús Delgado ávila在专业、技术和方法学方面的支持。最后，感谢我们的饲养室负责人Gerardo Aparicio García博士的专业支持。
