研究人员已开发出一种由动态"跳舞分子"构成的可注射纳米材料，可在中风后通过静脉注射方式输送，无需手术或直接脑部注射。这种新型纳米材料能够穿透血脑屏障，有效减少最常见的中风类型——缺血性中风后的破坏性炎症。
当患者发生中风时，医生必须迅速恢复大脑血流以防止死亡。然而，这种血流的突然恢复也可能引发有害级联反应，损害脑细胞、加剧炎症并增加永久性残疾风险。
西北大学研究人员现已创建出一种可注射的再生纳米材料，旨在血流恢复后的关键时期保护大脑。在一项新的临床前研究中，科学家在缺血性中风（最常见中风类型）的小鼠模型中测试了再灌注后立即给予的单次静脉剂量。该疗法成功穿越了阻碍许多治疗到达脑组织的血脑屏障并促进修复。接受治疗的小鼠表现出显著减少的脑损伤，且主要器官未见副作用或毒性证据。
发表在《神经治疗学》期刊上的研究结果表明，该方法最终可能与现有中风疗法协同工作，通过减少继发性损伤并辅助恢复来改善预后。
"当前临床方法完全集中于恢复血流，"西北大学芬伯格医学院神经学（神经重症监护）和病理学副教授、西北大学神经血管炎症实验室联合主任兼西北医学神经重症监护医师巴特拉博士表示，"任何能促进神经元恢复并最大限度减少损伤的治疗都将非常有效，但这种'圣杯'目前尚不存在。这项研究令人鼓舞，因为它正引领我们开发针对这一未满足需求的技术和疗法。"
这种新型可注射治疗基于超分子治疗肽（STPs）技术，由西北大学研究员塞缪尔·I·斯塔普开发。在2021年发表于《科学》期刊的研究中，一种基于STP的相关疗法因其单次注射后逆转瘫痪并修复严重脊髓损伤组织的能力而获得"跳舞分子"的昵称而受到关注。最新研究表明，类似的动态分子组装体可通过血液输送，无需手术或直接脑部注射。
"这项研究最具前景的方面之一是，我们证明了这种在脊髓损伤中展现出惊人潜力的治疗技术，现在可开始应用于中风模型，并且能够通过全身给药，"共同通讯作者、西北大学材料科学与工程、化学、医学和生物医学工程学部理事会教授斯塔普表示，"这种全身递送机制和穿越血脑屏障的能力是一项重大进步，也可能有助于治疗创伤性脑损伤和肌萎缩侧索硬化症（ALS）等神经退行性疾病。"斯塔普同时担任再生纳米医学中心主任，并在麦考密克工程学院、温伯格文理学院和芬伯格医学院任职。
研究模拟真实中风治疗场景
巴特拉指出，急性缺血性中风占美国所有中风的80%，是一种破坏性极强的疾病，也是全球发病率和死亡率的主要原因之一。缺血性中风发生时，血凝块会阻断大脑血流。医生通过给予"溶栓"药物或使用器械手术清除血凝块来重新开放血管。
严重中风可导致永久性重大残疾，影响患者生活质量及其重返工作岗位、与家人和社会互动的能力。"它不仅给患者带来重大的个人和情感负担，也给家庭和社区带来经济负担，"他表示，"若能通过一种可能帮助恢复功能并减少损伤的疗法降低残疾程度，将产生强大的长期影响。"
巴特拉表示，这些发现对未来的临床应用高度相关，因为科学家在密切模拟真实世界缺血性中风治疗的小鼠模型中测试了该方法。他们首先阻断血流以模拟重大缺血性中风，然后恢复血流（称为再灌注过程），这与医生为缺血性中风患者急性恢复血流的方式相同。
科学家监测了小鼠七天，未观察到任何显著副作用或生物相容性问题，如毒性或免疫系统排斥。他们使用先进的成像技术（如实时活体内颅骨显微镜）确认该疗法定位于中风损伤部位。与未经治疗的小鼠相比，接受"跳舞分子"治疗的小鼠脑组织损伤显著减少，炎症迹象减轻，过度破坏性免疫反应的迹象也减少。
斯塔普表示，该疗法具有促再生和抗炎特性，这两者共同促成了积极结果。
"一旦发生阻塞，有害分子就会积累，然后当你突然清除血凝块时，所有这些'有害因子'会释放到血液中，造成额外损伤，"斯塔普解释道，"但跳舞分子携带着抗炎活性来抵消这些影响，同时帮助修复神经网络。"
动态"跳舞分子"浓度可调控
斯塔普"跳舞分子"突破性疗法背后的秘密在于调节分子的集体运动，使其能够找到并适当接触不断移动的细胞受体。该治疗发送信号，鼓励神经细胞自我修复。例如，它可以帮助神经纤维（称为轴突）再次生长并重新连接其他神经细胞，恢复失去的通信。这个过程称为可塑性，意味着大脑和脊髓在受伤后能够适应并重建连接。
在先前研究中，科学家将跳舞分子作为液体注射，当用于治疗脊髓损伤时，该疗法立即凝胶化形成复杂的纳米纤维网络，模拟脊髓致密的细胞外基质。通过匹配基质结构、模仿生物分子运动并整合受体信号，合成材料能够与细胞通信。
在新研究中，科学家降低了超分子肽组装体的浓度，以防止治疗进入血液时可能发生的凝结。较小的肽聚集体轻松穿越了血脑屏障。斯塔普表示，一旦足够多的分子穿过，更大的纳米纤维组装体就能在脑组织中形成，产生更强大的治疗效果。
"我们为这项中风研究选择了分子结构最具动态性的疗法之一，以便超分子组装体更有可能穿越血脑屏障，"斯塔普说。
优化治疗靶向性
巴特拉指出，看似有效的疗法无法穿越血脑屏障的问题已困扰神经科学领域数十年，而这种新疗法可能改变这一现状。
巴特拉解释道："当医生急性恢复中风患者大脑区域的血流时，血脑屏障通透性会局部增加，自然形成暂时性开口，为治疗干预创造机会。再加上能够更轻松穿越的动态肽，你就真正优化了疗法到达目标位置的可能性。"
后续研究方向
巴特拉表示，未来研究需要评估该治疗是否能支持更长期的功能恢复。例如，许多中风患者在中风后一年内会遭受显著的认知能力下降。巴特拉称，新疗法已准备好应对这种继发性损伤，但研究需要更长的随访期和更复杂的行为测试。
此外，研究团队有兴趣测试是否可将额外的再生信号整合到治疗性肽中以产生更佳效果。
参考文献："开发用于急性缺血性中风的动态超分子肽疗法"，作者：高子君、Luisa Helena Andrade da Silva、李志伟、陈峰、Cara Smith、Zoie Lipfert、Ryan Martynowicz、Erika Arias、William A. Muller、David P. Sullivan、塞缪尔·I·斯塔普和巴特拉，2026年1月8日，《神经治疗学》。DOI: 10.1016/j.neurot.2025.e00820
本研究资金主要由再生纳米医学中心的SQI合成器资助计划提供。
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