BMEF| 用于缺血性脑卒中治疗的脑靶向药物递送平台

学术   科学   2024-09-30 16:33   江苏  

Perspective | Open Access

Volume 5 | Article ID 0055 |

https://spj.science.org/doi/10.34133/bmef.0055

近日,中国科学院长春应用化学研究所丁建勋研究员联合吉林大学基础医学院刘海岩教授Science合作刊BMEF (BME Frontiers) 上发表题为“Brain-Targeted Drug Delivery Platforms for Ischemic Stroke Therapy”的Perspective文章。

在医学领域,脑卒中已成为全球范围内仅次于心血管疾病的第二大死亡杀手,同时也是导致永久性残疾的主要原因。其中,缺血性卒中(Ischemic Stroke, IS)尤为突出,其发病机制主要源于脑血管的栓塞性闭塞,这一过程严重阻断了大脑的血液供应。传统的治疗手段,如酶促溶栓、机械取栓以及神经保护剂的应用在一定程度上缓解了患者的症状,但这些方法仍存在局限性。为了突破治疗瓶颈,科学家们积极研发了新型的刺激响应性纳米制剂,如基于IS特异性血栓相关受体和病理微环境的纳米制剂在治疗IS方面显示出巨大的前景(图1A)

图1 靶向IS大脑的药物递送平台.(A) 靶向刺激响应型纳米制剂中的主要靶标类别概述。(B) NG/EDA在IS治疗中的应用。
溶栓是缺血性卒中急性期治疗的首要任务。组织型纤溶酶原激活剂(tPA),作为经美国食品药品监督管理局(FDA)批准的药物,在临床实践中得到了应用,然而,其较短的半衰期以及有限的靶向输送能力,在一定程度上制约了其治疗效果的充分发挥。血栓靶向刺激响应型纳米制剂为临床应用提供了一种有前途的溶栓策略,通过高亲和力配体修饰,该纳米制剂能够与血小板黏附分子和血栓相关蛋白结合,实现在血栓部位的精确释放。这种按需释放的机制不仅提高了溶栓效率,还降低了溶栓导致的脑出血风险。
神经保护剂理论上能够延长治疗时间窗并缓解继发性脑损伤,然而,由于血脑屏障(Blood–Brain Barrier,BBB)的阻碍作用,药物浓度难以达到有效治疗水平,加之可能存在的脱靶效应,这些挑战限制了神经保护剂在临床中充分展现其预期的治疗效果科研人员通过设计受体介导的转胞吞途径,显著增强了药物穿越BBB的主动靶向能力。如作者团队开发的pH/谷胱甘肽双响应性聚氨基酸纳米凝胶(NG/EDA),该制剂能够响应缺血区域的特定微环境,实现药物的特异性积累和释放,从而大幅提升了神经保护效果。

尽管脑靶向药物递送平台在实验室研究中取得了显著进展,但其临床转化仍面临诸多挑战。不同患者的病理生理变化差异大,需要选择合适的内部刺激和特异性受体以优化药物递送平台的性能。此外,当前的临床前研究多依赖于单一动物模型,难以全面模拟人类缺血性卒中的复杂病理过程。因此,开发能够真实反映卒中损伤的体内外模型,并精细选择适合的配体和刺激因子,将是未来研究的重要方向。

随着纳米技术的飞速发展,脑靶向药物递送平台在缺血性卒中治疗中的应用前景日益广阔。通过优化纳米制剂的设计,我们有望实现溶栓与神经保护的双重目标,为缺血性卒中患者带来更加精准、高效的治疗方案。同时,跨学科的合作研究将加速这一领域的临床转化进程,为全球数以亿计的卒中患者带来新的希望。

作者介绍

丁建勋,中国科学院长春应用化学研究所研究员。主要研究方向为生物活性医用高分子原材料及其制剂和器械的前沿基础研究和应用转化工作。近年来,以第一或通讯作者在Advanced Materials、Angewandte Chemie International Edition、Progress in Polymer Science、Matter、Nano Today、ACS Nano、Biomaterials等国际学术期刊发表论文150余篇,总被他引14,000余次,入选科睿唯安高被引学者(2022、2023)。

刘海岩,教授,吉林大学基础医学院副院长,主持了多项国家自然科学基金项目。主要的研究方向为神经科学、肿瘤学、免疫学,在Biomaterials、Biomaterials Science等国际学术期刊发表论文40余篇,并参与了多部教材的编写工作。

撰写:张宏

审核:孙敏轩刘萍萍


原文链接:



https://spj.science.org/doi/10.34133/bmef.0055

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BMEF (《生物医学工程前沿》)是中国科学院苏州生物医学工程技术研究所(SIBET CAS)与美国科学促进会(AAAS)/Science合作出版的开放获取国际学术期刊。期刊旨在为生物医学工程这一交叉学科提供一个高效的交流平台,以推动领域内的科学家、工程师和临床医学专家及时地交流,共同促进人类健康。期刊关注在致病机理研究和疾病预防、诊断、治疗及评估方面取得的突破性进展,包括概念、设备、材料、组织、过程和方法等。目前,BMEF 已陆续被DOAJ、CNKI、INSPEC、PubMed Central、Scopus、ESCI、Ei Compendex等知名学术数据库收录。2023年,BMEF的影响因子(Journal Impact Factor)为5.0在生物医学工程(Biomedical Engineering)领域期刊排名中位于Q1区。
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