药学院沙先谊教授/附属闵行医院赵静教授AFM:无药仿生纳米递氧系统延长脑卒中血管再通治疗时间窗

发布时间:2023-04-07浏览次数:595

       缺血性脑卒中是一种发病率、致残率和致死率均极高的疾病,严重影响患者的生活质量和生命健康。静脉溶栓和血管内介入疗法是临床推荐治疗缺血性脑卒中的主要方法,旨在快速恢复缺血部位的血氧供应,减轻缺血引起的脑损伤。然而,大脑的高代谢活动和低碳水储量使缺血造成的脑损伤进展十分迅速,导致再通治疗可获益的时间窗极窄,超出时间窗的再通治疗会增加脑出血风险并造成继发性再灌注损伤。目前尚无确切的有效延长缺血-再灌注治疗时间窗的方法,成为制约缺血性脑卒中临床疗效的最大阻碍。

       复旦大学药学院沙先谊教授团队和复旦大学附属闵行医院赵静教授团队报道了一种无药仿生纳米递氧系统用于促进脑卒中缺血再灌注治疗。在前期研究中,研究者发现缺氧诱导因子HIF-1α和基质金属蛋白酶MMP-9在缺血性脑卒中患者血栓中高表达(图1A, B)。基于此,利用两亲性聚氟材料PEG-SMA-F11在体高效携氧和两亲性嵌段共聚物普朗尼克P123抑制MMP-9分泌的生物功能,该研究构建了一种以PEG-SMA-F11和P123为内核,外层修饰M2型小胶质细胞膜的仿生纳米递氧系统(MFP)。利用M2型小胶质细胞膜与脑炎症血管内皮细胞的高亲和力,将PEG-SMA-F11和P123高效递送至脑缺血区域,一方面在缺血早期提高病灶的氧分压,减少细胞凋亡,另一方面抑制MMP-9分泌可以保护血脑屏障完整性,减轻脑水肿,从而有效增强脑组织的缺血耐受和再灌注损伤抵抗能力,促进缺血性脑卒中再灌注治疗(图1E)。

图1 无药仿生纳米递氧系统的设计与作用机理

      基于tMCAO大鼠模型的一列动物实验证实,MFP利用M2型小胶质细胞膜与炎症血管内皮细胞的高亲和性,高效跨过血脑屏障并进入缺血脑实质,通过发挥缓解缺氧和抑制MMP-9的生物功能,有效保护再通治疗后的血脑屏障完整性,抑制炎症反应,脑梗死体积由对照组的36.66%降低到11.03%,且有效改善tMCAO大鼠的神经功能。经MFP治疗的tMCAO大鼠缺血半脑核磁共振显示微血管再灌注情况得到最大程度的改善,脑组织缺血体积显著减小,且脑损伤进展缓慢,显著提高缺血区域的ADC值,降低T2值,有效减轻再灌注后的微血管“无复流”程度。更重要的是,MFP可以有效延长tMCAO大鼠缺血-再灌注治疗时间窗,对永久性缺血性脑卒中小鼠也表现出有益疗效。对于脑卒中患者来说,时间就是生命,本研究有望助力缺血性脑卒中患者临床再通治疗,也有望成为不适合行再通治疗患者的临床辅助疗法。

       相关工作以“Drug-Free Biomimetic Oxygen Supply Nanovehicle Promotes Ischemia-Reperfusion Therapy in Stroke”为题发表在Advanced Functional Materials上,复旦大学药学院沙先谊教授、复旦大学附属闵行医院赵静教授和复旦大学药学院张志文研究员为论文的共同通讯作者。复旦大学药学院何文秀博士(现为山东大学药学院助理研究员)为论文的第一作者,复旦大学类脑智能科学与技术研究院张孝勇研究员为论文的共同第一作者。该研究成果得到了科技部国家重点研发计划项目(2022YFC2304303)、国家自然科学基金(81973157和82173646)的共同资助。

       原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202212919



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