中国科学技术大学王育才、李庆提出缺血再灌注损伤治疗最新方案：纳米颗粒是关键，靶向受损脑血管，涉及巨噬细胞、中性粒细胞、内皮细胞​

当前，针对急性缺血性中风治疗中存在的挑战，即再灌注疗法虽然能够缓解中风症状，但往往无法逆转中风期间的原发性脑组织损伤，甚至可能引发继发性损伤，导致脑组织损伤进一步扩大。

不过，来自中国科学技术大学的王育才、李庆教授团队今年5月在Advanced Functional Materials杂志发表题为Modular Satellite Nanoparticles for Remedying Primary and Secondary Injury in Cerebral Ischemia-Reperfusion的文章，研究提出了一种新的治疗策略，旨在通过结合骨髓间充质干细胞外泌体的神经修复能力和巨噬细胞膜的炎症部位靶向能力，开发出一种能够有效减轻缺血再灌注损伤并促进神经修复的卫星纳米粒子平台MEps。

一、研究内容

1、MMps靶向治疗脑缺血再灌注部位的受损血管

研究者通过将活化的骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）的细胞膜通过静电吸附的方式覆盖到二氧化硅纳米颗粒（SiO2 NPs）表面，制备了巨噬细胞膜模拟纳米颗粒（MMps）。在脑缺血再灌注模型中，MMps能够高效地靶向受损脑组织的血管内皮细胞。通过免疫荧光成像和流式细胞术分析，证实了MMps在受损脑组织中的富集，并且与受损血管内皮细胞的粘附分子ICAM-1有较高的表达相关。

图1：卫星纳米颗粒可有效修复因缺血再灌注而损伤的脑组织

2、MMps抑制中性粒细胞与内皮细胞结合并浸润脑

研究者进一步评估了MMps的功能，发现MMps有效地覆盖了经H2O2处理的HUVECs，减少了中性粒细胞的粘附。通过流式分析也证实了MMps预处理能显著降低脑组织中的中性粒细胞数量。此外，研究还发现MMps并不直接增加与活化中性粒细胞的结合。这些发现表明MMps可能通过靶向受损血管内皮细胞，有效抑制中性粒细胞介导的炎症反应，减轻脑缺血再灌注后的脑组织损伤。

图2：MMps 抑制中性粒细胞与内皮细胞结合和脑组织浸润

3、MEps表现出损伤修复和损伤脑靶向的双重功能

随后，研究者开发了纳米颗粒平台MEps，它结合了巨噬细胞膜（MMs）的靶向能力和间充质干细胞外泌体（Exos）的组织修复特性。Exos具有促进血管内皮细胞和神经元修复方面的能力，然后通过将Exos和MMs整合到二氧化硅纳米颗粒（SiO2 NPs）上，制备了MEps。实验结果表明，MEps不仅能够高效地靶向受损的脑血管，而且能够通过Exos携带的生长因子促进细胞修复和迁移，显著减少脑缺血再灌注损伤，保护神经元，促进神经再生，从而展现出其在治疗缺血性脑卒中中的潜力。

图3：MEps表现出损伤修复和损伤脑定位的双重功能。

4、MEps保护大脑免受缺血再灌注损伤

为了进一步评估了MEps对脑缺血再灌注损伤的保护作用。通过在小鼠中建立脑缺血再灌注模型，研究者将MEps通过静脉注射给药，发现MEps能显著减少神经功能缺损，缩小梗死面积，并减少脑组织中的中性粒细胞浸润。此外，MEps处理的动物在海马区显示出更好的神经元存活和神经发生，表现为更多的NeuN和DCX阳性细胞。

图4：MEps 保护大脑免受缺血再灌注损伤

二、研究的亮点及思路拓展

（1）创新的纳米颗粒平台：研究开发了一种新型的卫星纳米颗粒平台MEps，该平台结合了MMs和骨Exos，旨在同时实现损伤靶向和组织修复。

（2）靶向受损脑血管：MEps能够精准地靶向脑缺血再灌注区域的受损血管，通过模拟巨噬细胞的粘附分子与受损血管内皮细胞的相互作用，减少中性粒细胞的浸润。

（3）促进细胞修复和神经再生：MEps携带的Exos释放的生长因子能够有效促进受损血管内皮细胞和神经元的修复，同时刺激内源性神经发生，有助于脑功能的恢复。

（4）动物模型验证：在动物模型中，MEps展现出显著的神经保护效果，减少了脑缺血再灌注引起的脑组织损伤，改善了神经功能缺损。

（5）良好的生物相容性和安全性：研究证实MEps在体外和体内均显示出良好的生物相容性和安全性，为临床应用提供了重要的前期数据支持。

三、科研思路拓展

1、纳米平台 & 肿瘤

研究开发了一种智能纳米平台BMAEF，在治疗过程中，BMAEF通过叶酸靶向富集于肿瘤细胞，随后在溶酶体中释放Brefeldin A和AEF，通过阻断钙离子转移破坏线粒体和高尔基体功能，抑制肿瘤生长和转移。

2、纳米组装体 & TAM极化

研究设计了一种Se@ZIF-8核心卫星纳米组装体，该纳米组装体在肿瘤组织中响应酸性微环境释放硒纳米颗粒和Zn2+，协同促进活性氧（ROS）的产生。产生的ROS激活NF-κB信号通路，促使TAMs从M2型向M1型极化，有效消除癌细胞。

3、纳米颗粒 & 肌肉再生

抗氧化特性的多孔硒@二氧化硅纳米颗粒（Se@SiO2 NPs）显著保护线粒体形态和功能稳定性，从而保护卫星细胞免受H2O2诱导的损伤，促进细胞增殖和肌源性分化，在大鼠模型中，多孔Se@SiO2 NPs的干预促进了肌肉再生。

4、纳米颗粒 & 光催化

研究通过将等离子体金球形纳米颗粒（Au SNPs）与催化活性的铂纳米晶体结合，形成Au@Pt核心-卫星纳米颗粒（CSNPs），实现了对光催化和光检测应用的探索，不仅作为高效催化剂促进脱羧反应，还作为表面增强拉曼散射（SERS）基底增强分子光谱检测。

四、总结

本研究成功开发了一种新型的卫星纳米粒子平台MEps，用于治疗脑缺血再灌注损伤。这些纳米粒子能够精准定位到受损的脑血管内皮细胞，通过与粘附分子的相互作用形成保护层，有效阻止中性粒细胞的浸润，减少炎症反应。同时，Exos中的修复因子能够促进受损细胞的修复和神经再生。在动物模型中，MEps展现了显著的治疗效果，能够减少脑组织损伤，提高神经功能恢复，并具有良好的生物相容性和安全性。这项研究为脑缺血再灌注损伤的治疗提供了一种新的策略，具有重要的临床应用潜力。