《Behavioural Brain Research》：Early administration of a low dose of memantine prevents neurological symptoms, neuronal loss and attenuates infarct size in a rat stroke model
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本研究探討急性低劑量美金剛（5mg/kg）對大鼠永久性中腦動脈阻塞（pMCAO）模型的神經保護作用。結果顯示，美金剛顯著減少腦梗死面積（p=0.000029）和改善神經行為評分（p<0.0001），同時通過維持神經元結構（MAP2免疫反應性升高）實現神經保護，但不影響BDNF和PSD95蛋白表達及基因表達。
Nestor I. Martínez-Torres | Jonathan Cárdenas-Bedoya | Jazmin Marquez-Pedroza | Blanca Miriam Torres-Méndoza
神經科學系，神經心理藥理學與可塑性實驗室，墨西哥社會保障生物醫學研究中心，墨西哥瓜達拉哈拉州哈利斯科市。
摘要
背景
美金剛（Memantine，Mem）是一種非競爭性N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDAr）拮抗劑，在臨床前中風模型中通過減少興奮性毒性損傷顯示出神經保護作用。然而，在缺血發生后立即給予的低劑量美金剛的療效尚未得到充分研究。
方法
雄性大鼠接受永久性大腦中動脈阻塞（pMCAO）處理，并在阻塞后兩小時接受單次腹腔注射美金剛（5 mg/kg）。使用改良的神經嚴重程度評分（mNSS）評估神經功能缺損。通過MAP2免疫組化技術量化梗死面積和神經元保護情況。采用ELISA檢測BDNF和PSD95蛋白水平，并通過RT-PCR評估其基因表達。
結果
美金剛治療顯著減少了梗死面積（p = 0.000029）并減輕了神經功能缺損（p < 0.0001）。美金剛處理組的MAP2免疫反應性更高（p = 0.000003），表明神經元結構得到保護。pMCAO組和pMCAO+Mem組之間的BDNF蛋白水平無差異；與Sham組相比，pMCAO組的PSD95蛋白及其對應的DLG4 mRNA水平升高。其他組則無明顯變化。
結論
早期給予低劑量美金剛可通過減少組織損傷和保護神經元完整性來提供急性神經保護，且不會影響缺血引起的BDNF和PSD95蛋白及其基因表達。這些發現提示美金剛具有選擇性的早期神經保護機制，并強調了需要進行長期和性別包容性的研究以進一步評估其治療潛力。
引言
中風是全球導致死亡和殘疾的主要原因之一，每年影響超過1200萬人，造成550萬人死亡[1][2][3]。盡管進行了大量研究，但治療選擇仍然有限，靜脈注射組織纖溶酶原激活劑是唯一獲批的藥物治療方法[4]。這凸顯了探索額外神經保護策略的必要性，尤其是在缺血損傷的急性階段。
美金剛（Mem）是一種非競爭性N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDAr）拮抗劑，在臨床前中風模型中已被證明可以改善神經和運動功能[5][6][7]。通過阻斷病理性NMDAr激活，美金剛可以減少神經元中的鈣離子過度流入，這是缺血后神經元興奮性死亡的關鍵機制[8][9]。此外，美金剛還被報道能增加腦源性神經營養因子的水平[10][11][12]，表明其可能與與中風恢復相關的神經營養信號通路相互作用。
BDNF信號通路在神經元存活、成熟、神經保護和突觸可塑性中起核心作用[13][14][15][16]，其失調與包括中風在內的神經系統疾病有關[13][17][18][19][20]。該通路涉及多個關鍵蛋白，如BDNF受體酪氨酸激酶B（TRKB）和α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異噁唑丙酸受體（AMPAR），它們的活性對突觸可塑性至關重要[15][21][22][23]。AMPAR的功能與突觸后支架蛋白（包括突觸后密度蛋白95（PSD95））密切相關，后者有助于受體錨定和突觸信號傳導[24]。此外，BDNF通過TRKB激活調節AMPAR的轉運，這一機制直接與突觸可塑性相關[24][25]。
盡管這些機制表明美金剛可能通過限制興奮性毒性鈣離子流入并影響BDNF相關信號通路來發揮神經保護作用[8][26][27]，但這些作用的時間方面尚未得到充分研究。特別是，突觸可塑性通常與中風后的亞急性或慢性階段相關，而美金剛對急性期神經元完整性和早期可塑性標志物的影響尚未明確。急性給予美金剛是否能在這一早期時間窗口內保護神經元結構并調節BDNF相關蛋白仍是一個未解之謎。
基于這些考慮，我們假設急性給予低劑量美金剛可能通過調節中風后的NMDAr活性和下游BDNF信號通路來保護神經元完整性和早期突觸可塑性標志物。鑒于中風發生后的治療窗口非常短暫[2][4][28]，這一點尤為重要，因此需要評估在缺血事件發生后短時間內給予的藥物干預效果。
為了解決這一空白，我們研究了在永久性大腦中動脈阻塞后2小時給予單次美金剛（5 mg/kg）的效果。我們評估了這種治療是否足以改善運動和感覺缺陷，利用微管相關蛋白2（MAP2）來保護梗死邊緣區的神經元存活，并在中風后24小時內調節BDNF和PSD95的存在和表達。
動物
本研究使用了36只體重不超過250克的雄性Sprague-Dawley大鼠。大鼠在標準飼養條件下飼養：自由進食和飲水，12小時光照-黑暗周期（07:00—19:00），溫度22 ± 2°C，濕度55%。大鼠被隨機分配到四個組，每組9只：Sham組、未處理組（pMCAO組）、僅接受生理鹽水處理的pMCAO組（pMCAO+Saline組）以及同時接受美金剛治療的pMCAO組（pMCAO+Mem組）。
美金剛治療預防了感覺運動缺陷
使用改良的神經嚴重程度評分（mNSS）評估神經損傷和治療后的感覺運動缺陷。單因素方差分析顯示組間差異顯著（F3,32 = 97.892，p < 0.0001）。事后比較顯示Sham組與I+Mem組之間無顯著差異（p = 0.998）。然而，Sham組的表現在pMCAO組（p < 0.0001）和pMCAO+Mem組（p = 0.00005）中均明顯更好。
討論
在本研究中，我們研究了在永久性大腦中動脈阻塞后兩小時給予單次低劑量美金剛（5 mg/kg）的效果，以評估其在緩解缺血損傷的行為和神經生物學后果方面的潛力。結果表明，美金剛治療顯著減輕了神經功能缺損（mNSS評分改善[6]），減少了梗死面積[5]，并保護了神經元完整性（MAP2檢測結果）。
局限性與未來方向
雖然我們的發現表明早期低劑量美金剛對大鼠缺血性中風具有神經保護作用，但仍需注意幾個局限性。首先，僅納入了雄性大鼠，無法推廣到雌性大鼠，因為雌激素可能影響結果。其次，我們的分析僅關注急性期，未評估長期神經或認知結局，這對臨床應用至關重要。第三，雖然我們觀察到……
結論
本研究發現，在pMCAO的急性期，低劑量美金剛（5 mg/kg）具有神經保護作用。美金剛在pMCAO后24小時內顯著減輕了神經功能缺損，減少了梗死面積，保護了神經元群體（MAP2檢測結果），并改變了BDNF和PSD95蛋白及其基因的表達。這些變化的缺失表明美金剛提供了急性神經保護，而不引發早期突觸重塑，這與其選擇性保護神經元結構的機制一致。
資助
本研究得到了墨西哥社會保障研究所（Instituto Mexicano del Seguro Social）的Fundación IMSS的支持，項目編號為：R-2024-1305-05, 2025-15-2。
作者貢獻聲明
Jazmin Marquez-Pedroza：撰寫、審稿與編輯、數據管理。
Blanca Miriam Torres-Méndoza：撰寫、審稿與編輯、方法學設計、研究實施、資金獲取、數據分析、概念化。
Nestor I. Martínez-Torres：撰寫、審稿與編輯、初稿撰寫、監督、資源協調、項目管理、方法學設計、研究實施、資金獲取、數據分析。
Jonathan Cárdenas-Bedoya：資源協調、方法學設計、研究實施、數據分析。
致謝
我們感謝Eliseo Portilla-de Buen博士和Ricardo Arturo González-González博士在方法學程序方面的支持，以及他們在墨西哥社會保障生物醫學研究中心外科研究部門提供的設施。同時，感謝免疫學部門的María de Jesús Delgado ávila在專業、技術和方法學方面的支持。最后，感謝我們的飼養室負責人Gerardo Aparicio García博士的專業支持。
