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在过去的几十年里，科学家们已经确定了导致神经退行性疾病的分子通路，也开发了靶向分子制剂试图治疗这些疾病。然而，让治疗药物穿过血脑屏障（BBB）进入大脑困难重重，这严重阻碍了科学家们将上述发现推向临床应用。
为解决这一问题，美国布莱根妇女医院和波士顿儿童医院的生物工程师和医生们创建了一种纳米颗粒递送系统，该系统可以穿过完整的血脑屏障，有效地递送封装的药物。在创伤性脑损伤（TBI）小鼠模型中，通过这种递送系统进入大脑的药物累积量是传统方式的三倍，治疗效果更好。新发明为治疗多种神经系统疾病带来了希望。相关论文于当地时间1月1日发表在《科学进展》杂志上。
之前的TBI疗法依赖于头部物理损伤后血脑屏障暂时被破坏的时间窗。然而，当血脑屏障在几周内修复后，医生们仍旧缺乏可用的药物递送工具。使药物在不引发炎症的情况下穿过血脑屏障可以称得上是医学领域的“圣杯”。
在这项研究中，科学家们使用一种具有生物兼容性、可降解的聚合物——聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）作为纳米颗粒的基料，系统地设计了纳米颗粒的表面特性，使其能最大限度地穿过完整的BBB，并显著提高脑细胞的摄取率。他们用这种纳米颗粒封装抑制Tau蛋白（在神经退行性变中起关键作用）表达的小干扰RNA（siRNA）。结果显示，在通过新型递送系统接受siRNA的TBI小鼠中，无论是否处在BBB物理损伤的窗口期内，Tau蛋白表达都降低了50%。而通过传统递送系统接收siRNA的小鼠，其Tau蛋白表达水平并没有明显变化。
这项新技术可以帮助医生治疗与TBI相关的继发性损伤，如阿尔茨海默病、帕金森病和其他神经退行性疾病。
论文通讯作者、波士顿儿童医院急诊医学部的医学博士Rebekah Mannix说：“在广泛的中枢神经系统疾病中，BBB会抑制药物递送。我们的技术可用于递送多种不同药物，包括抗生素、抗肿瘤药物和神经肽。或许，它将改变许多中枢神经系统疾病的治疗现状。”
“我们的论文不仅展示了新型药物递送系统的实用性，也首次证实，我们可以通过系统地调整表面化学和涂层密度来控制纳米颗粒穿过生物屏障的效率，”论文第一作者、麻醉学、围手术期和疼痛医学科Wen Li博士说。
除靶向Tau蛋白外，研究人员还在研究如何利用新型药物递送系统攻击其他目标。
论文合著作者Jeff Karp博士说：“我们使用了TBI模型来探索、发展这项技术，但是所有神经系统疾病的研究者都能从中受益。我认为这次发明是向人体试验进军的重要里程碑。”
原创 编译：花花 审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《科学进展》
期刊编号：2375-2548
原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-01/bawh-nds122420.php
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