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来源：材料科学前沿收集编辑：王强斌课题组
大脑是人体中最为重要的器官，人体也给与了最严密的保护。颅骨的存在如安全帽一般保护大脑免受外界影响，而在内部的血脑屏障则像是敬业的门卫选择性的让内部血管中的营养物质等进入大脑，阻止了绝大部分其他物质的进入。这也使得大部分药物难以进入大脑发挥药效。因此，脑部药物的递送一直是脑疾病治疗中面临的巨大挑战。药物向脑部递送过程主要包括：进入血液后随血液循环向全身分布，与脑微血管相互作用并跨越血脑屏障进入脑组织，以及与脑部目标细胞及其特定靶标分子相互作用从而发挥功效的多尺度、跨层次过程。因此，如何利用影像技术从宏观（活体全身）、介观（组织界面）和微观（细胞-分子）多尺度、全方位了解药物与活体的相互作用关系，对于高效脑靶向药物的研究与开发具有重要意义。
为此，中科院苏州纳米所王强斌团队开发了具有脑靶向RVG肽的基因工程化神经干细胞膜包覆药物递送载体（RVG-NV-NPs）（图1和2）。利用近红外II区荧光成像实现了从宏观、介观、微观的跨尺度药物递送监测，揭示仿生纳米药剂的低免疫原性、靶向乙酰胆碱受体和干细胞膜趋化等的协同作用提高药物在血液中的半衰期，并利用RVG介导转胞吞作用促进药剂跨越BBB递送和神经细胞靶向摄取的过程和机制（图3）。研究人员以阿尔茨海默症小鼠为例，比较了临床口服药物贝沙罗汀通过口服或在纳米载体中以0.5%口服剂量静脉注射的疗效。结果表明0.5%口服剂量静脉注射治疗实现了脑部载脂蛋白的显著提高，并能快速降低脑脊液中40%可溶性Aβ，效果显著优于口服给药（图4）。以上研究成果发表在国际知名期刊ACS Nano (https://doi.org/10.1021/acsnano.2c12840)上，文章的第一作者是黄德华副研究员，通讯作者是陈光村研究员和王强斌研究员。图1. 脑靶向RVG-NV-NPs药剂与跨尺度近红外II区荧光药物递送示踪策略。图2. 脑靶向RVG-NV-NPs药剂制备示意图以及性质表征。值得一提的是，基于该团队开发的跨尺度近红外II区荧光成像（1000-1700 nm）平台，较传统成像窗口（400-900 nm）具有更深的组织穿透力、更低的自发荧光干扰和更高的信噪比。这些优点使得近红外II区荧光成像能够从宏观、介观到微观尺度监测RVG-NV-NPs 纳米药剂在体内的动态分布、血液循环半衰期、BBB渗透和神经细胞靶向过程，从而为脑靶向药物的研发和评价提供全方位的精准影像学指导。图3. 宏观、介观、微观跨尺度活体药剂递送监测及脑部载脂蛋白表达检测。图4. 治疗过程中脑脊液中Aβ监测及治疗后脑部Aβ斑块病理分析。Dehua Huang, Qianwu Wang, Yuheng Cao, Hongchao Yang, Meng Li, Feng Wu, Yejun Zhang, Guangcun Chen*, and Qiangbin Wang*, Multi-scale NIR-II imaging-guided brain-targeted drug delivery using engineered cell membrane nanoformulation for alzheimer's disease therapy. ACS Nano, 2023, DOI: 10.1021/acsnano.2c12840.原文链接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c12840投稿、荐稿、爆料：editor@polysci.cn