2026年05月06日发布 | 169阅读

【风向标|研究】经鼻无创给药+纳米时序释药,开创缺血性卒中药物治疗新局面

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缺血性脑卒中作为全球第二大成人致死病因,也是导致成年人严重残疾的主要疾病之一。缺血性卒中发作后,脑组织缺血再灌注损伤是引发神经元死亡的核心机制。另一方面,线粒体作为神经元的“能量工厂”,在缺氧复氧过程中会出现功能紊乱,引发活性氧自由基爆发、钙超载、能量衰竭,进而触发小胶质细胞向促炎表型极化,形成神经炎症风暴,加速神经元凋亡。


长期以来,脑卒中药物治疗面临两大无法破解的难题:其一,血脑屏障的阻隔,大分子药物、纳米制剂等难以穿透屏障进入脑实质,脑部药物富集度极低;其二,病理损伤的时序性,氧化应激、线粒体损伤、细胞凋亡等病理过程分阶段发生,传统单一给药方式无法匹配病程进展,难以实现全周期神经保护。这两大痛点,成为制约脑卒中药物治疗效果的关键瓶颈。


在此背景下,中国药科大学王伟教授团队联合德国神经退行性疾病研究中心、亚琛工业大学等机构,成功研发出一种经鼻给药的生物工程纳米层状递药系统(MM@BPPF),通过无创给药方式绕过血脑屏障,实现从缺血病灶到神经元线粒体的双重靶向,为缺血性卒中的治疗开辟了全新路径。相关研究结果于2026年1月在线发表在《Nature Communications》(IF:15.7/Q1)上(doi:10.1038/s41467-025-68024-5)。



创新突破:精准靶向时序释药,三效协同阻断脑损伤

MM@BPPF生物工程纳米层状系统从给药路径、靶向设计、药物释放三个维度,实现了全方位突破。


给药路径上,该系统摒弃传统静脉、口服给药方式,采用经鼻给药,药物可通过嗅神经、三叉神经直接进入中枢神经系统,彻底绕过血脑屏障,同时避免肝脏首过代谢与胃肠道降解,大幅提升脑部药物生物利用度。

靶向设计上,系统外层包裹小胶质细胞膜-线粒体杂化生物膜。小胶质细胞膜凭借对炎症病灶的趋化性,引导纳米系统精准抵达脑部缺血损伤区域;线粒体膜则通过同源靶向作用,让药物直接进入受损神经元的线粒体内部,实现“病灶-细胞器”双重精准导航。

药物载体与释放上,研究团队以黑磷纳米片为核心载体,负载聚二甲双胍与盐酸芬戈莫德,以黑磷纳米片的ROS响应为核心触发,结合缺血病灶酸性微环境,实现时序性可控释放,精准匹配缺血性卒中不同病理阶段的用药需求。


依托上述设计,纳米系统可实现三效协同,多通路阻断脑损伤级联反应:


黑磷纳米片:快速清除过量活性氧,黑磷降解产物磷酸根与钙离子结合,缓解线粒体钙超载、减轻炎症,可生物降解无体内蓄积风险;

聚二甲双胍:激活AMPK信号通路,促进线粒体生物合成、恢复神经元能量供应,抑制细胞凋亡;

盐酸芬戈莫德:调控小胶质细胞从促炎M1型向抗炎M2型极化,平息神经炎症风暴,重塑脑部微环境。


MM@BPPF纳米系统的合成与表征


疗效验证:脑梗死体积锐减,神经功能显著恢复

研究团队通过体外细胞实验与大鼠大脑中动脉闭塞/再灌注模型,对该纳米系统的效果进行了全面验证。


体外实验显示,在体外鼻上皮细胞模型中,该系统体外跨鼻黏膜上皮细胞单层渗透率达77.00%,可深入缺血缺氧的3D神经球深部,精准富集于神经元线粒体,黑磷浓度125μg/mL时,羟基自由基清除率接近90%,细胞凋亡率从74.56%大幅降至7.47%,有效恢复线粒体膜电位与ATP合成能力。

体内实验结果更为亮眼。经鼻给药4小时后,该系统在脑部的药物富集量是普通纳米颗粒的4.27倍,精准聚集于缺血半暗带核心区域;大鼠脑梗死体积从38.19%显著降低,脑水肿显著缓解,皮层与海马区正常尼氏小体保留率超91%,缺血区神经元存活率近80%。同时,大鼠的学习记忆、运动协调能力得到明显恢复,神经功能缺损评分显著改善。


此外,该系统生物相容性优异,对心、肝、脾、肺、肾等脏器无毒性,无明显炎症反应,具备良好的长期安全性。


MM@BPPF脑分布及线粒体靶向能力评价


MCAO/R大鼠模型中不同处理方式的体内治疗效果对比



王伟教授等人在通讯稿中表示:“相较于传统亲线粒体药物,我们开发的缺血性脑卒中治疗递送方案因保留仿生膜固有特性,不仅具备优异的生物安全性,还展现出极高的线粒体靶向效率。经鼻给药可使治疗药物有效绕过血脑屏障、提升脑内药物浓度,而杂化仿生膜则引导纳米颗粒精准富集于缺血区域氧化应激细胞的线粒体中。这种时序靶向策略使纳米系统能够契合缺血性脑卒中的时空病理演变进程,实现按需神经保护与组织修复,疗效显著优于单一疗法及简单联合疗法。”


总体而言,该研究创新性地实现了“经鼻递药-组织靶向-细胞器靶向-时序释药”全链条神经保护,成功突破血脑屏障瓶颈,既为减轻脑缺血再灌注损伤提供了创新的时序靶向策略,更为其他中枢神经系统疾病的治疗提供了潜在范式。








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