小鼠大脑多模态血管成像技术为脑卒中治疗提供了低负担新方案
2026-06-01 来源:本站 点击次数:37缺血性脑卒中再灌注后，安全高效的细胞保护策略仍是临床未满足的需求。研究团队开发了一种靶向炎症血管、锚定释放氢气的纳米系统，无需纳米颗粒穿透血脑屏障，仅靠释放的氢气跨越屏障，实现脑卒中神经保护，效果优于临床药物依达拉奉，为脑卒中治疗提供了低负担新方案。
该研究由 Yuanman Yu、Mingjian Fan、Gaoyi Wu、Yongcheng Li、Chao Xia、Wenjiang Ding、Guanglin Li、Qianjun He、Wei Tang、Changsheng Liu 完成，论文题为《Inflamed vessel–anchored release of H₂ across the blood-brain barrier for ischemic stroke neuroprotection》，于 2026 年 2 月 25 日发表于《Science Advances》。
重要发现
01靶向释氢纳米系统的构建与表征
研究团队以二硅化锆（ZrSi₂）为原料，通过球磨与离心分离制备纳米颗粒（ZSN），再偶联 P - 选择素结合肽，得到靶向纳米系统 ZS。透射电镜显示 ZSN 平均粒径约 100 纳米，红外光谱证实多肽成功偶联，且修饰不影响释氢能力。动态光散射与电位分析验证其分散性良好，体外实验显示 ZS 细胞相容性优异，溶血率低于安全阈值，具备生物应用基础。
研究构建三维细胞球、微流控芯片、Transwell 三种体外血脑屏障模型，结合荧光成像技术验证氢气穿透性。荧光标记 ZS 无法穿透屏障，但释放的氢气 15 分钟内即可穿过模拟屏障，进入脑实质区域。Transwell 模型中，氢气 10 分钟内即可被屏障另一侧小胶质细胞捕获，持续 12 小时浓度稳定，证实氢气高效跨屏障能力。
03脑卒中模型中的治疗效果成像评估
采用小鼠大脑中动脉闭塞再灌注模型，通过多类生物成像技术评估疗效。伊文思蓝染色成像显示 ZS 组血脑屏障完整性显著优于对照组；TTC 染色成像证实 ZS 组梗死面积较依达拉奉组更小；激光散斑成像显示 ZS 可改善脑血流灌注。免疫荧光成像显示 ZS 促进血管生成、抑制小胶质细胞过度活化，推动其向修复表型转化。
04神经修复与功能恢复的成像证据
免疫荧光成像显示 ZS 促进神经发生与轴突再生，新生神经元迁移距离显著延长，梗死区轴突浸润深度增加。12 周组织染色成像证实 ZS 减少组织坏死、保留神经元结构。行为学结合神经元活性成像显示 ZS 改善运动功能，增强梗死区神经元活性，化学遗传成像证实新生轴突网络是功能恢复关键。
创新与亮点
该研究突破纳米颗粒穿透血脑屏障、颅内蓄积致毒两大难题，首创血管锚定释氢策略，无需纳米颗粒入脑，仅靠氢气跨屏障起效。整合荧光、激光散斑、免疫荧光等多类生物成像技术，全程可视化验证靶向、释氢、修复全流程。为脑卒中提供安全长效的无创治疗思路，规避传统药物血脑屏障穿透差、纳米材料颅内毒性风险，适用于脑卒中急性期到亚急性期的持续神经保护，推动氢气医学与纳米生物成像的临床转化。
总结与展望
研究构建的炎症血管锚定释氢纳米系统，依托氢气高穿透、低毒特性，实现脑卒中精准神经保护，通过多类生物成像证实其抗炎、促修复、改善功能的多重作用，疗效优于依达拉奉。未来需开展大动物实验验证疗效，推进临床试验转化，同时拓展该策略在其他中枢炎症疾病中的应用，为神经疾病治疗提供新方向。
声明：本文仅用作学术目的。
Yu Y, Fan M, Wu G, Li Y, Xia C, Ding W, Li G, He Q, Tang W, Liu C. Inflamed vessel-anchored release of H2 across the blood-brain barrier for ischemic stroke neuroprotection. Sci Adv. 2026 Feb 27;12(9):eaea3355.
DOI:10.1126/sciadv.aea3355.