近日，美國(guó)德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心（UT Southwestern Medical Center）最新研究顯示，一氧化二氮（常用于鎮(zhèn)痛的“笑氣”）可顯著提高聚焦超聲（FUS）技術(shù)在打開血腦屏障（BBB）時(shí)的安全性和效率，有望為多種腦部疾病的治療開辟新路徑。研究成果已發(fā)表于《Gene Therapy》期刊。

該研究由放射學(xué)、神經(jīng)外科及高級(jí)成像研究中心副教授、彼得·奧唐奈腦研究所（Peter O’Donnell Jr. Brain Institute）研究員、阿爾茨海默癥與神經(jīng)退行性疾病中心成員Bhavya R. Shah博士領(lǐng)銜，研究第一作者為UTSW高級(jí)研究員Deepshikha Bhardwaj博士。

血腦屏障是一種由半透性細(xì)胞構(gòu)成的高度選擇性屏障，位于為大腦供血的微小血管內(nèi)壁。它在進(jìn)化中起到了保護(hù)大腦免受血液中毒素和病原體侵害的關(guān)鍵作用，但也因此阻礙了藥物和基因治療分子的進(jìn)入，成為阿爾茨海默病、多發(fā)性硬化和腦腫瘤等神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療的主要難題。

近年來，科學(xué)家通過向靜脈注入微泡（microbubbles）溶液并結(jié)合聚焦超聲，可在特定腦區(qū)暫時(shí)開啟血腦屏障。這一過程通過超聲誘導(dǎo)微泡振蕩，從而提高局部通透性。然而，開啟血腦屏障所需的微泡濃度和超聲強(qiáng)度可能對(duì)腦組織造成風(fēng)險(xiǎn)。

在本項(xiàng)研究中，研究人員嘗試引入一氧化二氮替代常規(guī)醫(yī)療空氣作為呼吸氣體。一氧化二氮被已知可使微泡膨脹，從而增強(qiáng)超聲下的聲學(xué)響應(yīng)。研究結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)空氣相比，使用一氧化二氮時(shí)，僅需最多減少1,000倍的微泡濃度和顯著降低的FUS聲壓即可實(shí)現(xiàn)相同的血腦屏障開啟效果，同時(shí)極大降低了腦組織損傷風(fēng)險(xiǎn)。

為驗(yàn)證這一策略的實(shí)用性，研究團(tuán)隊(duì)向小鼠大腦輸送編碼綠色熒光蛋白的基因，結(jié)果在使用一氧化二氮時(shí)觀察到更強(qiáng)的熒光信號(hào)，說明基因遞送效率顯著提高。

Shah博士指出：“我們探索的方法有望推動(dòng)一系列腦部疾病的治療方案發(fā)展，尤其是依賴精準(zhǔn)藥物和基因遞送的疾病?！?/p>

下一步，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在確保安全的前提下，推進(jìn)臨床試驗(yàn)驗(yàn)證這一新技術(shù)在人類中的可行性。

參考文獻(xiàn)：Deepshikha Bhardwaj et al, Nitrous oxide enhances MR-guided focused ultrasound delivery of gene therapy to the murine hippocampus,?Gene Therapy?(2025).?DOI: 10.1038/s41434-025-00530-z

編輯：周敏

排版：李麗