一种缺血性脑卒中的神经保护药物

背景：

脑卒中（stroke），俗称中风，是由脑部血管受损导致的脑组织损伤。在发达国家，脑卒中是最常见的致残原因，也是常见的死亡原因。而在我国，脑卒中是成年人致死、致残的首位病因，具有发病率高、 致残率高、死亡率高和复发率高的特点。脑卒中一般分为两类，即缺血性脑卒中（ischemic stroke, IS）和出血性脑卒中。其中，缺血性脑卒中在临床上最为常见，约占我国脑卒中的69． 6% ～ 70．8%。缺血性脑卒中发生后，梗死中心区的神经细胞在几分钟内即可发生坏死凋亡，而梗死中心区周围的缺血半暗带由于血流减少会导致神经功能沉默。其中，梗死中心区的神经元的损伤不可逆转，而半暗带的神经元虽然因为缺血导致功能障碍但是结构完好，因此其损伤是可以逆转的。因此，减少脑部梗死中心区面积和保护缺血半暗带神经元是保护缺血性脑卒中的关键。目前，缺血性脑卒中的治疗手段主要包括药物溶栓治疗和介入治疗两种，但治疗窗口短、涉及的病理过程复杂、且多种细胞参与其中，在临床上往往出现因再通治疗后的缺血级联反应导致的大量副作用。因此，如何通过打破缺血级联反应、减少脑梗死面积、保护神经元以提供神经保护作用是IS治疗中的关键问题，从而达到延长治疗窗口期、降低IS的致死率与致畸率的目的。

 前沿科研成果：具有挽救神经元缺血性死亡、降低脑梗死面积、改善神经功能损伤功能的DNA四面体框架核酸

四面体框架核酸（tetrahedral framework nucleic acids, tFNAs）又称DNA四面体（tetrahedral DNA，TDN）、四面体DNA纳米结构，是一种由4条单链DNA通过链间碱基互补配对形成的一种四面体结构，它合成效率高，合成步骤简单，具有良好的生物安全性和生物相容性，在抗炎、抗氧化、诱导分化、调节细胞增殖和凋亡方面有着广泛的应用。因此，本技术团队认为tFNA是一种潜在的缺血性脑卒中的神经保护剂，可通过打破缺血级联反应来挽救神经元缺血性死亡、降低脑梗死面积、改善神经功能损伤，从而有助于在临床上IS再通治疗中协同增效。

 研究方法：

采用AFM、TEM、和PAGE等方法鉴定tFNA的合成；共聚焦显微镜检测tFNA进入神经元、星形胶质细胞的能力；WB、免疫荧光染色和流式细胞术检测tFNA对缺血再灌注过程中的神经元和星形胶质细胞的凋亡、ROS产生及炎症微环境的调控作用；在动物实验（tMCAo）中检测了tFNA对IS的治疗效果，主要通过TTC染色和行为学测试检测了tFNA对脑梗死面积和神经功能损伤的作用；组织免疫荧光染色和免疫组化检测了tFNA对大鼠缺血性脑卒中的神经细胞丧失、炎症因子和神经营养因子分泌情况。 

实验结果：

技术团队成功合成了tFNA。tFNA可自主大量地进入神经元并通过血脑屏障进入脑组织，具有较好的生物安全性。tFNA表现出优异的抗炎抗氧化能力，可通过打破缺血级联反应（氧化应激与炎症反应），减少神经元的缺血性凋亡。动物实验中可通过改善缺血微环境（降低炎症因子表达、促进神经营养因子分泌）挽救半暗带神经元的缺血性丢失、促进星形胶质细胞从促炎型向抗炎型转化，从而达到减少脑梗死面积、改善IS神经功能损伤的目的，有效治疗IS。

 研究结论：

我们的技术团队成功地构建了一种为IS治疗提供神经保护的神经保护剂。通过打破再通治疗后的缺血级联反应（氧化应激与炎症反应）改善缺血微环境，减少神经元的缺血性死亡，降低脑梗死面积并极大改善IS神经功能损伤，从而为IS提供有效的神经保护作用。

发表文章：1. ACS NANO, 2022, IF=17.1, DOI: 10.1021/acsnano.1c09626

 2. ACS Applied Materials & Interfaces, 2022, IF=9.5, DOI: 10.1021/acsami.2c10364

Positive Neuroplastic Effect of DNA Framework Nucleic Acids on Neuropsychiatric Diseases