通常，當(dāng)我們談?wù)摗澳X梗塞”和“中風(fēng)”時(shí)，它們都是需要生死攸關(guān)的緊急治療。未來，腦梗塞的治療可能不再需要與時(shí)間賽跑。近日，廣州醫(yī)生發(fā)布了治療腦梗塞的最新研究成果：用納米材料修飾的神經(jīng)干細(xì)胞可以移植到梗塞部位，使腦組織中的神經(jīng)元“再生”。巧妙的顯像劑注射設(shè)計(jì)還可以隨時(shí)監(jiān)測移植的神經(jīng)干細(xì)胞。

近日，中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院沉軍課題組在國際頂級材料研究期刊《AdvancedFunctionalMaterials》上發(fā)表了治療腦梗塞的最新研究成果：修飾神經(jīng)干細(xì)胞的靶向移植將納米材料植入梗塞部位，讓腦組織中的神經(jīng)元“再生”，讓腦梗塞患者得到更“輕松”的治療。據(jù)介紹，這一成果為提高神經(jīng)干細(xì)胞治療效果提供了新方法，將有助于推動(dòng)神經(jīng)干細(xì)胞治療腦梗塞盡快進(jìn)入臨床。該研究目前處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，預(yù)計(jì)3至5年內(nèi)在中國進(jìn)入臨床試驗(yàn)和應(yīng)用。

中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院放射科主任沉軍表示，腦梗塞的治療一直是臨床難題。腦梗塞的發(fā)病機(jī)制是血栓堵塞腦供血?jiǎng)用}，造成局部腦組織供血阻塞，造成腦組織缺血缺氧。性病變導(dǎo)致壞死，神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞死亡，進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的神經(jīng)功能障礙，如常見的面癱、四肢癱瘓等，嚴(yán)重時(shí)可直接導(dǎo)致死亡。

醫(yī)學(xué)界認(rèn)為溶栓是快速有效治療腦梗塞的最佳選擇，而最有效的治療是在疾病早期。腦梗死后3小時(shí)內(nèi)靜脈注射溶栓是最安全有效的方法。如果超過3小時(shí)，腦梗塞區(qū)的神經(jīng)元會(huì)迅速死亡，溶栓治療效果較差，而且容易導(dǎo)致腦梗塞區(qū)出血。目前，國內(nèi)外腦梗死患者中只有約1/3能夠在發(fā)病3小時(shí)內(nèi)到達(dá)醫(yī)院，并且只有少數(shù)能夠得到及時(shí)溶栓治療。

急性期后，腦梗塞的治療主要采用一些保腦藥物，而慢性期則主要依靠康復(fù)、針灸等方法來恢復(fù)殘肢功能，效果十分有限。目前，我國70%至80%的腦梗塞患者因殘疾而無法獨(dú)立生活，需要長期護(hù)理，給社會(huì)和家庭帶來沉重負(fù)擔(dān)。

“再生”腦組織神經(jīng)元

突破治療時(shí)間窗口限制

沉軍介紹，研究人員致力于將神經(jīng)干細(xì)胞移植到腦梗塞區(qū)域，通過細(xì)胞增殖分化“再生”新的神經(jīng)元，重建神經(jīng)回路，從而修復(fù)腦梗塞引起的神經(jīng)功能障礙，替代受損或死亡的神經(jīng)元。該方法取代了傳統(tǒng)溶栓治療的“與時(shí)間賽跑”搶救原有神經(jīng)元，從而突破了治療時(shí)間窗的限制。

然而，在之前的實(shí)驗(yàn)中，神經(jīng)干細(xì)胞移植后并沒有像預(yù)期的那樣在梗塞腦組織中分化為神經(jīng)元，而是發(fā)揮了替代死亡神經(jīng)元的作用。沉軍研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)物模型中，神經(jīng)干細(xì)胞移植可有效治療腦梗塞。然而，初步臨床試驗(yàn)表明，神經(jīng)干細(xì)胞療法雖然安全，但對人體的效果并不像動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中那么明顯。注射到大腦后的目的地不太受控制，常常停留在腦梗塞區(qū)域，而不那么“聽話”。

專家介紹，這主要是因?yàn)槟X梗塞部位壞死的腦組織釋放大量抑制因子，這些抑制因子與神經(jīng)干細(xì)胞上的NgR蛋白結(jié)合，抑制神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元的分化。沒有神經(jīng)元作為基本單位，神經(jīng)回路就無法發(fā)揮作用。重建、神經(jīng)功能障礙無法修復(fù)。

研發(fā)轉(zhuǎn)化神經(jīng)干細(xì)胞的“納米乒乓球”

針對上述問題，沉軍研究團(tuán)隊(duì)首先嘗試設(shè)計(jì)一種可以干擾這種抑制作用的基因編碼序列，然后利用特殊的納米材料和生物材料，研制出極其微小的乒乓球狀膠囊。氣泡。帶負(fù)電荷的小干擾RNA通過囊泡表面的正電荷被吸附，顯像劑顆粒被安裝在囊泡內(nèi)部。這些顆粒就像磁鐵一樣，在磁共振成像機(jī)中發(fā)送信號，從而可以直接看到神經(jīng)干細(xì)胞。

隨后，這些體積僅約200納米、表面帶有正電荷的“乒乓球”，只要靠近它們，就能在5小時(shí)內(nèi)被神經(jīng)干細(xì)胞高效吞噬。利用這種巧妙的設(shè)計(jì)，將顯像劑和小干擾RNA同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)到神經(jīng)干細(xì)胞內(nèi)，不僅干擾抑制因子與NgR的結(jié)合，促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元分化，而且顯像劑還使得將神經(jīng)干細(xì)胞移植到指定區(qū)域。定位后，可以實(shí)時(shí)觀察其分布和遷移方向。

效果“升級版”神經(jīng)干細(xì)胞工作效率提高6倍

研究團(tuán)隊(duì)利用磁共振成像進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確追蹤，確保干細(xì)胞準(zhǔn)確輸送到梗塞區(qū)域。他們還可以在動(dòng)物活著時(shí)直接看到神經(jīng)干細(xì)胞的分布和運(yùn)動(dòng)。

測試結(jié)果顯示，用這種乒乓球狀囊泡處理過的“升級版”神經(jīng)干細(xì)胞移植到腦梗塞區(qū)域后，在動(dòng)物腦梗塞的復(fù)雜環(huán)境中分化成神經(jīng)元的速度可從約4%增加到約27%。提高了約6倍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，接受“升級”神經(jīng)干細(xì)胞移植的動(dòng)物比未經(jīng)治療的神經(jīng)干細(xì)胞從肢體運(yùn)動(dòng)和感覺功能障礙中恢復(fù)得更快更好。

沉軍表示，這種集示蹤和功能調(diào)節(jié)于一體的納米“乒乓球”在腦梗塞再生醫(yī)學(xué)方面具有巨大的應(yīng)用前景，預(yù)計(jì)三到五年內(nèi)進(jìn)入臨床。