孤獨癥譜系障礙（ASD）是一種復雜的神經(jīng)發(fā)育性疾病，通常涉及到多個皮層及深腦的核團，且沒有明顯的器質(zhì)性病變，復雜的情況使得對其內(nèi)在機制的研究尚不明確，使得很難通過藥物和手術辦法去治療ASD，亟需創(chuàng)新療法。催產(chǎn)素因改善ASD核心癥狀（社交障礙、焦慮、刻板行為等）的潛力備受關注，但人工合成催產(chǎn)素難以模擬腦源性催產(chǎn)素的生理活性，加之個體差異過大，導致臨床療效不理想。下丘腦室旁核（PVN）是腦部催產(chǎn)素合成與釋放的核心樞紐，研究者提出借助物理技術靶向激活PVN以促進腦源性催產(chǎn)素釋放治療ASD的策略。但PVN位于腦深部，常規(guī)物理干預技術難以實現(xiàn)精準靶向。例如，現(xiàn)有的腦深部刺激技術（DBS）因侵入性強且存在電流擴散等問題，應用受到限制；傳統(tǒng)磁刺激技術（如 rTMS）雖具備非侵入優(yōu)勢，卻因空間分辨率低、穿透深度不足，難以實現(xiàn)對 PVN 的特異性調(diào)控。

2025年8月7日，東南大學孫劍飛研究員、甌江實驗室譚濤研究員、南京大學顧寧院士和深圳先進技術研究院張志珺教授共同通訊在Neuroscience Bulletin在線發(fā)表題為“Precise Magnetic Stimulation of the Paraventricular Nucleus Improves Sociability in a Mouse Model of ASD”的研究論文，報道了一種通過超順磁性氧化鐵納米顆粒介導的精準磁刺激技術調(diào)控PVN神經(jīng)元釋放催產(chǎn)素而改善孤獨癥小鼠社交障礙的策略。
 

論文上線截圖

針對磁刺激技術存在的穿透深度不足的問題，研究人員提出應用超順磁性氧化鐵納米顆粒（SPIONs）的磁約束效應來突破磁場限制，該策略采用溫和（<0.1T）且非聚焦的磁場進行刺激，同時利用SPIONs增強靶區(qū)的磁效應，從而克服磁場的固有缺陷。在本研究中，研究人員首次通過超順磁性氧化鐵納米顆粒（SPION）介導的策略，實現(xiàn)了對室旁核（PVN）的精準磁刺激。

對體外細胞的動態(tài)監(jiān)測結果表明，SPIONs聯(lián)合磁場可顯著增強Neuro-2a細胞鈣內(nèi)流。隨后，研究比較了重復經(jīng)顱磁刺激（rTMS）聯(lián)合SPIONs與單獨rTMS對N2a細胞鈣離子內(nèi)流的影響。數(shù)據(jù)顯示，相較于單獨rTMS，聯(lián)合SPIONs的rTMS使神經(jīng)元平均ΔF/F0值提升至基線水平的兩倍（圖1B），這表明磁性納米材料的存在能夠增強磁刺激的生物效應。

為了進一步驗證這種精準磁刺激系統(tǒng)（pMSS）的神經(jīng)調(diào)控效應，研究人員采用了超維景生物的微型化雙光子顯微成像技術記錄10分鐘磁刺激后室旁核興奮性神經(jīng)元的鈣離子動態(tài)變化。結果顯示，單個PVN神經(jīng)元的鈣瞬變呈現(xiàn)頻率依賴性響應特征，表現(xiàn)為低頻（1Hz）磁刺激引發(fā)顯著神經(jīng)元抑制，而高頻磁刺激則激活PVN神經(jīng)元，且10Hz-pMSS展現(xiàn)出最顯著的激活效應，其峰值ΔF/F0值達到基線水平的近兩倍（圖1H）。這一結果不僅驗證了SPIONs在腦內(nèi)具有長效穩(wěn)定性及良好細胞攝取率，證實其可安全精準遞送至活體PVN區(qū)域，更揭示了神經(jīng)元激活的頻率依賴性特征，為pMSS實現(xiàn)神經(jīng)元活動的雙向調(diào)制提供了新證據(jù)。

圖1.pMSS有效調(diào)控神經(jīng)元活性

【參考文獻】
Liu, S., Yang, Q., Zhu, P. et al. Precise Magnetic Stimulation of the Paraventricular Nucleus Improves Sociability in a Mouse Model of ASD. Neurosci. Bull. (2025). https://doi.org/10.1007/s12264-025-01444-x