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李聪教授课题组阐述癫痫可视化新技术:从生物标志物到分子探针
发布时间:2022-07-15 阅读次数:10

       癫痫是一种常见的神经功能障碍性疾病,全球人口患病率接近1%,每年新增近500万。虽然目前临床批准了20余种抗癫痫药,但仍有约30%癫痫患者无法通过药物有效控制,被称为难治性癫痫。相比普通癫痫患者,难治性癫痫患者伴有认知发育障碍,严重的社会歧视,死亡率和经济负担也显著增加。手术切除致痫灶是治疗难治性癫痫最有效的方法,相比于药物治疗,可使患者死亡率下降约3倍,无发作可能性提高25倍。准确定位致痫灶是实施手术干预的前提。临床常用脑电图、磁共振成像、正电子发射断层扫描等技术定位致痫灶,但由于癫痫的异质性和病灶隐匿性,临床仅有不到1%的癫痫患者最终接受了手术治疗。因此,发现致痫灶特异性生物标志物并据此构建分子探针是定位致痫灶的关键。

图1. 神经血管单元稳态失衡引发分子、功能和结构异常为致痫灶定位提供新靶标

       药学院李聪教授团队对近年报道的致痫灶生物靶标和分子探针进行了分析和总结,该工作以题为《定制材料实现癫痫可视化:从生物标志物到影像探针》(Tailoring Materials for Epilepsy Imaging: From Biomarkers to Imaging Probes)综述文章发表在《Advanced Materials》杂志。神经血管单元是维持大脑正常工作的基本功能单元,其由神经元-胶质细胞-毛细血管构成,三者功能上相依存,生理上相影响,任何一种细胞功能或代谢异常均会产生级联反应,诱发癫痫产生。如图1所示,外部刺激和遗传缺陷累积等风险因素触发神经元兴奋性升高,释放多种活性分子并激活小胶质细胞。活化小胶质细胞分泌促炎细胞因子和蛋白水解酶破坏脑毛细血管完整性。血脑屏障通透性增加导致外周淋巴细胞入脑并进一步提高脑内炎性水平,诱导星型胶质细胞增生,抑制神经递质重摄取并加剧神经元兴奋性。神经血管单元中不同细胞功能异常形成正向反馈回路,促进神经炎症播散,降低神经元放电阙值,最终导致致痫灶的生成。本工作将癫痫病理状况归纳为功能异常、分子异常和结构异常三类,详细介绍了针对上述异常的生物标志物,相应分子探针的设计方案、成像机制和病灶定位性能,强调了生物材料优化对提高探针生物利用度、药物动力学特征、血脑屏障通透性、病灶定位灵敏度和信噪比的重要作用。最后对下一代癫痫可视化探针的设计和临床转化面临挑战进行了展望。

       复旦大学药学院博士研究生赵静、王聪博士为该论文的共同第一作者,李聪教授为论文的通讯作者。浙江大学医学院博士研究生孙琬冰参与论文撰写。该工作获得国家重点研发计划,国家杰出青年基金,国家自然基金重点项目,上海市脑与类脑智能基础转化应用研究市级科技重大专项,复旦大学双一流项目,博新计划以及博士后面上等项目的支持。

       原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202203667


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