微型化双光子助力发现精确磁刺激室旁核可改善孤独症小鼠的社交能力_abio生物试剂品牌网
孤独症谱系障碍（ASD）是一种复杂的神经发育性疾病，通常涉及到多个皮层及深脑的核团，且没有明显的器质性病变，复杂的情况使得对其内在机制的研究尚不明确，使得很难通过药物和手术办法去治疗ASD，亟需创新疗法。催产素因改善ASD核心症状（社交障碍、焦虑、刻板行为等）的潜力备受关注，但人工合成催产素难以模拟脑源性催产素的生理活性，加之个体差异过大，导致临床疗效不理想。下丘脑室旁核（PVN）是脑部催产素合成与释放的核心枢纽，研究者提出借助物理技术靶向激活PVN以促进脑源性催产素释放治疗ASD的策略。但PVN位于脑深部，常规物理干预技术难以实现精准靶向。例如，现有的脑深部刺激技术（DBS）因侵入性强且存在电流扩散等问题，应用受到限制；传统磁刺激技术（如 rTMS）虽具备非侵入优势，却因空间分辨率低、穿透深度不足，难以实现对 PVN 的特异性调控。
2025年8月7日，东南大学孙剑飞研究员、瓯江实验室谭涛研究员、南京大学顾宁院士和深圳先进技术研究院张志�B教授共同通讯在 NeuroScience Bulletin在线发表题为 “Precise Magnetic Stimulation of the Paraventricular Nucleus Improves Sociability in a Mouse Model of ASD”的研究论文，报道了一种通过超顺磁性氧化铁纳米颗粒介导的精准磁刺激技术调控PVN神经元释放催产素而改善孤独症小鼠社交障碍的策略。
论文上线截图
针对磁刺激技术存在的穿透深度不足的问题，研究人员提出应用超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs）的磁约束效应来突破磁场限制，该策略采用温和（<0.1T）且非聚焦的磁场进行刺激，同时利用SPIONs增强靶区的磁效应，从而克服磁场的固有缺陷。在本研究中，研究人员首次通过超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPION）介导的策略，实现了对室旁核（PVN）的精准磁刺激。
对体外细胞的动态监测结果表明，SPIONs联合磁场可显著增强Neuro-2a细胞钙内流。随后，研究比较了重复经颅磁刺激（rTMS）联合SPIONs与单独rTMS对N2a细胞钙离子内流的影响。数据显示，相较于单独rTMS，联合SPIONs的rTMS使神经元平均ΔF/F0值提升至基线水平的两倍（图1B），这表明磁性纳米材料的存在能够增强磁刺激的生物效应。
为了进一步验证这种精准磁刺激系统（pMSS）的神经调控效应，研究人员采用了 超维景生物的微型化双光子显微成像技术记录10分钟磁刺激后室旁核兴奋性神经元的钙离子动态变化。结果显示，单个PVN神经元的钙瞬变呈现频率依赖性响应特征，表现为低频（1Hz）磁刺激引发显著神经元抑制，而高频磁刺激则激活PVN神经元，且10Hz-pMSS展现出最显著的激活效应，其峰值ΔF/F0值达到基线水平的近两倍（图1H）。这一结果不仅验证了SPIONs在脑内具有长效稳定性及良好细胞摄取率，证实其可安全精准递送至活体PVN区域，更揭示了神经元激活的频率依赖性特征，为pMSS实现神经元活动的双向调制提供了新证据。
图1.pMSS有效调控神经元活性
【参考文献】
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
2025年8月7日，东南大学孙剑飞研究员、瓯江实验室谭涛研究员、南京大学顾宁院士和深圳先进技术研究院张志�B教授共同通讯在 NeuroScience Bulletin在线发表题为 “Precise Magnetic Stimulation of the Paraventricular Nucleus Improves Sociability in a Mouse Model of ASD”的研究论文，报道了一种通过超顺磁性氧化铁纳米颗粒介导的精准磁刺激技术调控PVN神经元释放催产素而改善孤独症小鼠社交障碍的策略。
论文上线截图
针对磁刺激技术存在的穿透深度不足的问题，研究人员提出应用超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIONs）的磁约束效应来突破磁场限制，该策略采用温和（<0.1T）且非聚焦的磁场进行刺激，同时利用SPIONs增强靶区的磁效应，从而克服磁场的固有缺陷。在本研究中，研究人员首次通过超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPION）介导的策略，实现了对室旁核（PVN）的精准磁刺激。
对体外细胞的动态监测结果表明，SPIONs联合磁场可显著增强Neuro-2a细胞钙内流。随后，研究比较了重复经颅磁刺激（rTMS）联合SPIONs与单独rTMS对N2a细胞钙离子内流的影响。数据显示，相较于单独rTMS，联合SPIONs的rTMS使神经元平均ΔF/F0值提升至基线水平的两倍（图1B），这表明磁性纳米材料的存在能够增强磁刺激的生物效应。
为了进一步验证这种精准磁刺激系统（pMSS）的神经调控效应，研究人员采用了 超维景生物的微型化双光子显微成像技术记录10分钟磁刺激后室旁核兴奋性神经元的钙离子动态变化。结果显示，单个PVN神经元的钙瞬变呈现频率依赖性响应特征，表现为低频（1Hz）磁刺激引发显著神经元抑制，而高频磁刺激则激活PVN神经元，且10Hz-pMSS展现出最显著的激活效应，其峰值ΔF/F0值达到基线水平的近两倍（图1H）。这一结果不仅验证了SPIONs在脑内具有长效稳定性及良好细胞摄取率，证实其可安全精准递送至活体PVN区域，更揭示了神经元激活的频率依赖性特征，为pMSS实现神经元活动的双向调制提供了新证据。
图1.pMSS有效调控神经元活性
【参考文献】
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
