論文作者之一盧烈靜博士在實(shí)驗(yàn)中。

通常說(shuō)起“腦梗”“中風(fēng)”，都是生死一瞬間的急救，未來(lái)，腦梗的治療很可能不需要再與時(shí)間賽跑。近日，廣州醫(yī)生發(fā)布治療腦梗最新研究成果：將經(jīng)過(guò)納米材料改造過(guò)的神經(jīng)干細(xì)胞定向移植到梗死處，讓腦組織神經(jīng)元“再生”。巧妙的顯像劑注入設(shè)計(jì)，還可以讓移植進(jìn)去的神經(jīng)干細(xì)胞隨時(shí)接受監(jiān)測(cè)。

近日，中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院沈君課題組在國(guó)際材料領(lǐng)域科研界頂尖期刊《Advanced Functional Materials》發(fā)布了治療腦梗的一項(xiàng)最新研究成果：將經(jīng)過(guò)納米材料改造過(guò)的神經(jīng)干細(xì)胞定向移植到梗死處，讓腦組織神經(jīng)元“再生”，這樣一來(lái)，救治腦梗病人可更“從容”。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，有助于推動(dòng)神經(jīng)干細(xì)胞治療腦梗死盡快進(jìn)入臨床。目前該項(xiàng)研究處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，預(yù)計(jì)3至5年后在國(guó)內(nèi)可進(jìn)入臨床試驗(yàn)和運(yùn)用。

中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院放射科主任沈君介紹說(shuō)，治療腦梗死一直是臨床難題，腦梗死的致病機(jī)理是，血栓堵塞腦供血?jiǎng)用}，導(dǎo)致局部腦組織血液供應(yīng)障礙，造成腦組織缺血缺氧性病變壞死，神經(jīng)元及神經(jīng)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，比如常見(jiàn)的面癱、四肢癱瘓等，嚴(yán)重的可直接導(dǎo)致死亡。

醫(yī)療界認(rèn)為，溶栓是治療腦梗死迅速有效的最佳選擇，且最為有效的治療是在發(fā)病早期。腦梗死發(fā)生后3小時(shí)內(nèi)通過(guò)靜脈注射藥物溶栓最為安全有效。如超過(guò)3小時(shí)，腦梗部位神經(jīng)元迅速死亡，溶栓治療效果差，還易導(dǎo)致腦梗死區(qū)出血。目前國(guó)內(nèi)外大約只有1/3的腦梗死病人能在發(fā)病3小時(shí)內(nèi)到達(dá)醫(yī)院，僅有少數(shù)能得到及時(shí)的溶栓治療。

急性期過(guò)后，腦梗死治療主要是采用一些腦保護(hù)藥物，而在慢性期，主要依靠康復(fù)、針刺等手段來(lái)進(jìn)行殘肢的功能恢復(fù)，效果非常有限。目前，我國(guó)腦梗死患者70%~80%因?yàn)闅埣捕荒塥?dú)立生活，需要長(zhǎng)期照護(hù)，給社會(huì)、家庭帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)。

“再生”腦組織神經(jīng)元

突破治療時(shí)間窗限制

沈君介紹，研究者致力于將神經(jīng)干細(xì)胞移植到腦梗死區(qū)域，通過(guò)細(xì)胞增殖分化，“再生”新的神經(jīng)元，重建神經(jīng)環(huán)路，從而修復(fù)腦梗死造成的神經(jīng)功能障礙，取代受損或死亡的神經(jīng)細(xì)胞，用這樣的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)溶栓治療對(duì)原有神經(jīng)元“爭(zhēng)分奪秒”的搶救，從而突破治療時(shí)間窗的限制。

不過(guò)，在以往的實(shí)驗(yàn)中，神經(jīng)干細(xì)胞移植后在梗死的腦組織內(nèi)并不像人們期望的分化成為神經(jīng)元，起到替代死亡神經(jīng)元的作用。沈君課題組發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)物模型中，神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦梗死效果好，但初步的臨床試驗(yàn)表明，神經(jīng)干細(xì)胞治療雖然安全，但作用于人體的效果卻并不如動(dòng)物試驗(yàn)中那么明顯，神經(jīng)干細(xì)胞被注入腦部后的去向也不太受控制，往往沒(méi)有那么“聽(tīng)話”地留在腦梗死區(qū)域。

專家介紹，這主要是因?yàn)槟X梗死處的壞死腦組織會(huì)釋放大量的抑制因子，與神經(jīng)干細(xì)胞上的NgR蛋白結(jié)合，抑制神經(jīng)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元，沒(méi)有神經(jīng)元這一基礎(chǔ)單位，神經(jīng)環(huán)路無(wú)法重建，神經(jīng)功能障礙也得不到修復(fù)。

研究 研制“納米乒乓球”改造神經(jīng)干細(xì)胞

針對(duì)上述難題，沈君課題組首先是想辦法設(shè)計(jì)了一段能干擾這種抑制作用的基因編碼序列（小干擾RNA），接著又用特殊的納米材料和生物材料研制一個(gè)個(gè)極其微小的乒乓球狀囊泡。通過(guò)囊泡表面的正電荷吸附了擁有負(fù)電荷的小干擾RNA，再在囊泡的內(nèi)部裝上顯像劑粒子，這些粒子像一個(gè)個(gè)吸鐵石，在磁共振成像機(jī)器內(nèi)發(fā)出信號(hào)，使神經(jīng)干細(xì)胞能被直接看到。

隨后，這些體積只有200納米左右，表面還有正電荷的“乒乓球”一靠近神經(jīng)干細(xì)胞，就能夠在5小時(shí)內(nèi)被其高效吞噬。利用這一巧妙設(shè)計(jì)，顯像劑及小干擾RNA被同步輸送到神經(jīng)干細(xì)胞內(nèi)，不但干擾抑制因子和NgR的結(jié)合，促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元，顯像劑也能使得神經(jīng)干細(xì)胞在移植到指定位置后，其分布及遷移流向能被實(shí)時(shí)觀察到。

效果 “升級(jí)版”神經(jīng)干細(xì)胞 工作效率高6倍

課題組運(yùn)用磁共振成像進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的追蹤，保證干細(xì)胞準(zhǔn)確輸送到梗死區(qū)，還能在動(dòng)物活著的情況下直接看到神經(jīng)干細(xì)胞的分布及移動(dòng)情況。

測(cè)試結(jié)果顯示：經(jīng)過(guò)這種乒乓球樣囊泡處理的“升級(jí)版”神經(jīng)干細(xì)胞，移植到腦梗死區(qū)后，在動(dòng)物腦梗死復(fù)雜環(huán)境下分化為神經(jīng)元的比例可由4%左右提高到27%左右，提升6倍左右。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示，接受“升級(jí)版”神經(jīng)干細(xì)胞移植的動(dòng)物，四肢運(yùn)動(dòng)及感覺(jué)功能障礙比移植未經(jīng)處理的神經(jīng)干細(xì)胞恢復(fù)得更快、更好。

沈君介紹說(shuō)，這種集合了示蹤與功能調(diào)控于一體的納米“乒乓球”，在腦梗死再生醫(yī)學(xué)中具有巨大的應(yīng)用前景，預(yù)計(jì)三至五年后就能進(jìn)入臨床。（文、圖/全媒體記者周潔瑩 通訊員劉文琴、林偉吟）