Science Advances[2023 IF11.7]國家納米中心陳春英院士團隊在無線深度腦刺激納米系統治療帕金森病方面取得新進展
近日，國家納米科學中心陳春英院士團隊在基于納米顆粒的無線深度腦刺激系統治療帕金森病方面取得重要研究進展。相關成果以“A Nanoparticle-Based Wireless Deep Brain Stimulation System that Reverses Parkinson’s Disease”為題，發表在《科學進展》（Science Advances, 2025, 11, eado4927）上。
帕金森病（Parkinson’s Disease, PD）是僅次于阿爾茨海默病的第二大神經退行性疾病，以運動障礙為主要特征，其病理表現為α-突觸核蛋白（α-syn）異常聚集形成不溶性纖維及路易小體，導致中腦黑質多巴胺能神經元退化和死亡，影響神經元通過黑質-紋狀體通路將多巴胺投射到紋狀體。目前臨床上為了改善患者的運動功能，通常采用將電極植入大腦特定位置的方式，通過直接電刺激來調整神經元活動。這種深部腦刺激（Deep Brain Stimulation, DBS）的方法雖提高了調控神經元的效率，但其侵入性的特點易引發認知功能下降和情緒波動，如抑郁和焦慮。隨后開發的非侵入式技術如經顱直流電刺激和經顱磁刺激雖能增強皮層興奮性，但因穿透深度和空間分辨率不足，難以精準調控深部腦區。為此，發展兼具高空間分辨率和強穿透能力的非侵入性深部腦刺激技術至關重要。
基于此，研究團隊設計了一種光熱無線DBS納米系統，命名為ATB NPs。這一系統通過直接刺激神經元內源性表達的熱敏TRPV1受體，實現對退化神經元的精準調控。該系統由三個核心模塊組成：光熱轉換模塊（金納米殼AuNSs），用于激活熱敏TRPV1離子通道；靶向模塊（TRPV1抗體），靶向高表達TRPV1受體的多巴胺能神經元；降解模塊（β-syn多肽，含近紅外響應連接體），通過結合α-syn的非淀粉樣蛋白-β成分疏水結構域，降解α-syn纖維。通過立體定位技術將ATB NPs注射至PD小鼠的黑質后，ATB NPs借助TRPV1抗體錨定在多巴胺能神經元表面。在808 nm脈沖近紅外激光照射下，ATB NPs作為納米天線進行光熱轉換，激活熱敏TRPV1受體，引起Ca2+內流和動作電位產生。同時，ATB NPs釋放β-syn多肽，并通過激活分子伴侶介導的自噬途徑，清除α-syn聚集體，從而減少病理性纖維。最終，ATB NPs恢復了多巴胺能神經元的交互網絡及多巴胺釋放能力，改善PD小鼠的運動功能。該無線DBS納米系統的優勢主要包括：利用黑質多巴胺能神經元內源性表達的TRPV1受體，無需植入神經電極或進行基因操作；結合近紅外激光技術，能夠對特定腦區的退行性神經元實現精準的時空調控；無線DBS納米系統具有良好的生物安全性。這種基于納米顆粒的無線DBS治療策略為帕金森病及其他神經退行性疾病的治療提供了新思路。
國家納米科學中心吳軍光博士為該論文的第一作者，崔雪晶副研究員、陳春英院士為該文章的通訊作者。上述研究工作獲得了國家重點研發計劃、新基石研究員項目、基礎科學中心項目、國家自然科學基金、北京市科技新星、中國科學院青促會等項目的支持。
原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado4927
文章中Blue native電泳使用了Blue/Clear非變性PAGE電泳試劑盒(U型板4-16%預制膠，通用型)
