通常，当我们谈论“脑梗塞”和“中风”时，它们都是需要生死攸关的紧急治疗。未来，脑梗塞的治疗可能不再需要与时间赛跑。近日，广州医生发布了治疗脑梗塞的最新研究成果：用纳米材料修饰的神经干细胞可以移植到梗塞部位，使脑组织中的神经元“再生”。巧妙的显像剂注射设计还可以随时监测移植的神经干细胞。
近日，中山大学孙逸仙纪念医院沉军课题组在国际顶级材料研究期刊《AdvancedFunctionalMaterials》上发表了治疗脑梗塞的最新研究成果：修饰神经干细胞的靶向移植将纳米材料植入梗塞部位，让脑组织中的神经元“再生”，让脑梗塞患者得到更“轻松”的治疗。据介绍，这一成果为提高神经干细胞治疗效果提供了新方法，将有助于推动神经干细胞治疗脑梗塞尽快进入临床。该研究目前处于动物实验阶段，预计3至5年内在中国进入临床试验和应用。
中山大学孙逸仙纪念医院放射科主任沉军表示，脑梗塞的治疗一直是临床难题。脑梗塞的发病机制是血栓堵塞脑供血动脉，造成局部脑组织供血阻塞，造成脑组织缺血缺氧。性病变导致坏死，神经元和胶质细胞死亡，进而产生相应的神经功能障碍，如常见的面瘫、四肢瘫痪等，严重时可直接导致死亡。
医学界认为溶栓是快速有效治疗脑梗塞的最佳选择，而最有效的治疗是在疾病早期。脑梗死后3小时内静脉注射溶栓是最安全有效的方法。如果超过3小时，脑梗塞区的神经元会迅速死亡，溶栓治疗效果较差，而且容易导致脑梗塞区出血。目前，国内外脑梗死患者中只有约1/3能够在发病3小时内到达医院，并且只有少数能够得到及时溶栓治疗。
急性期后，脑梗塞的治疗主要采用一些保脑药物，而慢性期则主要依靠康复、针灸等方法来恢复残肢功能，效果十分有限。目前，我国70%至80%的脑梗塞患者因残疾而无法独立生活，需要长期护理，给社会和家庭带来沉重负担。
“再生”脑组织神经元
突破治疗时间窗口限制
沉军介绍，研究人员致力于将神经干细胞移植到脑梗塞区域，通过细胞增殖分化“再生”新的神经元，重建神经回路，从而修复脑梗塞引起的神经功能障碍，替代受损或死亡的神经元。该方法取代了传统溶栓治疗的“与时间赛跑”抢救原有神经元，从而突破了治疗时间窗的限制。
然而，在之前的实验中，神经干细胞移植后并没有像预期的那样在梗塞脑组织中分化为神经元，而是发挥了替代死亡神经元的作用。沉军研究团队发现，在动物模型中，神经干细胞移植可有效治疗脑梗塞。然而，初步临床试验表明，神经干细胞疗法虽然安全，但对人体的效果并不像动物实验中那么明显。注射到大脑后的目的地不太受控制，常常停留在脑梗塞区域，而不那么“听话”。
专家介绍，这主要是因为脑梗塞部位坏死的脑组织释放大量抑制因子，这些抑制因子与神经干细胞上的NgR蛋白结合，抑制神经干细胞向神经元的分化。没有神经元作为基本单位，神经回路就无法发挥作用。重建、神经功能障碍无法修复。
研发转化神经干细胞的“纳米乒乓球”
针对上述问题，沉军研究团队首先尝试设计一种可以干扰这种抑制作用的基因编码序列，然后利用特殊的纳米材料和生物材料，研制出极其微小的乒乓球状胶囊。气泡。带负电荷的小干扰RNA通过囊泡表面的正电荷被吸附，显像剂颗粒被安装在囊泡内部。这些颗粒就像磁铁一样，在磁共振成像机中发送信号，从而可以直接看到神经干细胞。
随后，这些体积仅约200纳米、表面带有正电荷的“乒乓球”，只要靠近它们，就能在5小时内被神经干细胞高效吞噬。利用这种巧妙的设计，将显像剂和小干扰RNA同时转运到神经干细胞内，不仅干扰抑制因子与NgR的结合，促进神经干细胞向神经元分化，而且显像剂还使得将神经干细胞移植到指定区域。定位后，可以实时观察其分布和迁移方向。
效果“升级版”神经干细胞工作效率提高6倍
研究团队利用磁共振成像进行实时准确追踪，确保干细胞准确输送到梗塞区域。他们还可以在动物活着时直接看到神经干细胞的分布和运动。
测试结果显示，用这种乒乓球状囊泡处理过的“升级版”神经干细胞移植到脑梗塞区域后，在动物脑梗塞的复杂环境中分化成神经元的速度可从约4%增加到约27%。提高了约6倍。实验结果还表明，接受“升级”神经干细胞移植的动物比未经治疗的神经干细胞从肢体运动和感觉功能障碍中恢复得更快更好。
沉军表示，这种集示踪和功能调节于一体的纳米“乒乓球”在脑梗塞再生医学方面具有巨大的应用前景，预计三到五年内进入临床。
