华中农业大学生物医学与健康学院、生命科学技术学院“脑健康”团队董志强教授课题组，与化学学院肖志东副教授团队及苏州大学程亮教授团队合作，成功开发了一种硫化锌纳米颗粒（ZnS NPs），可作为缓释反应器，稳定释放H₂S气体。该纳米颗粒能持续清除活性氮/氧物种（RONS），并在细胞的氧糖剥夺/复氧（OGD/R）模型中，显著减少氧化损伤，降低炎症因子的表达，促进小胶质细胞极化与内皮细胞增殖迁移，从而构建新的神经血管单元。在小鼠大脑中动脉栓塞/再灌注模型（MCAO/R）中，ZnS NPs明显减小了梗死面积并促进了运动功能恢复，从而显著降低了致残率。该研究成果以“Zinc Sulfide Nanoparticles Serve as Gas Slow-release Bioreactors for H₂S Therapy of Ischemic Stroke”为题发表在《Biomaterials》期刊上。
脑卒中是全球范围内导致死亡和致残的主要原因之一，尤其是缺血性脑卒中，占所有卒中的70-80%。该类型卒中因供血动脉阻塞，导致脑组织缺血缺氧，造成神经细胞凋亡、血脑屏障破坏和脑组织坏死。目前的临床治疗方式主要是通过手术取栓或药物溶栓来恢复血流。然而，血管再通可能导致缺血再灌注损伤，产生大量RONS，引发炎症和神经细胞进一步损伤。
气体治疗是一种新兴的治疗方式，其中硫化氢气体（H₂S）继一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO）之后，成为第三大气体信号分子，具有重要的生理和病理调节作用，尤其在中枢神经系统中。H₂S能够清除RONS，促进小胶质细胞极化，抑制炎症因子，减少神经细胞凋亡，并促进内皮细胞增殖和迁移，从而支持血管再生。H₂S释放的稳定性至关重要，过量或过快的释放会对神经系统造成损害。因此，开发能够稳定持续释放H₂S的反应器是实现持久且高效治疗的关键。此外，锌离子作为中枢神经系统中常见的金属离子之一，对抗氧化机制、神经发生及免疫调节等过程至关重要。
本研究在神经元细胞、小胶质细胞和人脑微血管内皮细胞中的实验结果显示：ZnS NPs能有效降低MDA、ROS等氧化副产物的水平，从而减轻氧化应激；通过调节AMPK-NFkB通路，ZnS NPs促进小胶质细胞极化并降低炎症因子表达，减少细胞凋亡；提高p-AKT、Ang和VEGF的表达，促进内皮细胞的增殖与迁移，最终构建新的血管单元。此外，ZnS NPs在MCAO/R诱导的脑缺血再灌注损伤小鼠模型中表现出显著的疗效，降低了脑梗死面积并加速了运动能力的恢复。因此，ZnS NPs为缺血性脑卒中的治疗提供了一种新型的潜在方法。
该研究的第一作者是华中农业大学博士研究生李光强，华中农业大学为该论文的第一完成单位。董志强教授、程亮教授和肖志东副教授为本论文的共同通讯作者。
