血腦屏障橫亙于

血液與大腦之間

嚴格調控物質通行

將絕大多數藥物拒之門外

這也成為腦神經疾病新藥

研發面臨的主要瓶頸之一

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許多在實驗室中表現優異的候選藥物

因無法有效透過血腦屏障

在臨床試驗階段止步不前

清華大學生物醫學工程學院

張明君教授團隊和

首都醫科大學附屬北京天壇醫院

王伊龍教授團隊聯合攻關

另辟蹊徑

不走血管內部，繞過血腦屏障

利用納米顆粒

“劫持”顱骨骨髓免疫細胞

借助其在顱骨-大腦之間的

天然遷移通路

將藥物精準遞送至腦卒中病灶

相關研究成果于近日在線

發表于國際期刊《細胞》

近年來研究發現，顱骨內的骨髓并非“靜止結構”，而是通過一系列微小通道與腦膜相連。這條天然遷移通路能讓免疫細胞在生理或病理狀態下繞開血腦屏障，快速、定向進入腦內病灶，為中樞神經系統藥物遞送及物料流腦機接口交互，打開了全新的想象空間。

基于這一發現，研究團隊采用顱骨骨髓微創注射方式，將白蛋白納米顆粒直接送入顱骨骨髓腔內。實驗結果顯示，這些納米顆粒可被顱骨骨髓免疫細胞高效攝取，形成“顱骨免疫細胞微納機器人”。團隊成員介紹道：“這并非傳統意義上的‘機器人’，而是吞噬納米顆粒后的免疫細胞。納米顆粒本身沒有靶向效果，被細胞吞噬后，就會被帶著前往需要的地方，執行精確的藥物遞送。該給藥方式體內系統暴露極低，納米顆粒幾乎不進入外周血液和主要臟器，也不會影響免疫細胞活力，具備良好的生物安全性。”

借助組織透明化和三維成像技術，團隊清晰觀察到顱骨免疫細胞微納機器人沿“顱骨-腦膜微通道”從顱骨骨髓向中樞神經系統遷移的完整過程。正常狀態下，僅有少量顱骨免疫細胞微納機器人通過該通道；腦卒中發生后，遷移顯著增強，并在腦膜、腦卒中病灶區高度富集。

在急性缺血性腦卒中小鼠模型中，即便給藥劑量僅為傳統靜脈注射的1/15，經顱骨骨髓給藥方式仍能顯著減小腦梗死體積、緩解腦水腫，并明顯改善神經功能。

長期觀察顯示，該策略不僅能改善急性期損傷，還能在28天內持續減輕腦萎縮、保護腦結構，提高動物存活率，并改善學習、記憶和運動能力。

在動物實驗基礎上，團隊首次開展了人體探索性臨床研究，納入20例惡性腦中動脈梗死患者。結果顯示，經顱骨骨髓給藥的流程清晰、手術耐受性良好，隨訪期間未觀察到與給藥相關的嚴重不良事件，且在神經功能恢復方面呈現出積極趨勢，為該策略的臨床轉化提供了初步依據。

研究借助微納機器人思想，系統地揭示并驗證了通過高效攝取顱骨來源免疫細胞，經顱骨骨髓免疫通路實現中樞神經系統遞送的可行性，為長期困擾神經疾病藥物治療的血腦屏障難題提供了新的解決思路。

團隊認為，未來這一通路并不局限于藥物遞送。作為一條微創、高效、直達大腦的生物物料傳輸通道，其有望與腦機接口技術深度融合，發展為同時承載“物料流、能量流、信息流”的多方位腦機交互接口，從而打通大腦與人工系統之間由于生物進化保護一直存在的物料交換與信息交互屏障，特別是借助微納機器人實現基于腦神經信號反饋的藥物閉環、按需遞送，為探索全方位腦機智能融合研究提供新思路。

來源：光明日報全媒體記者 鄧暉