三阶段序贯靶向鼻滴系统纠正小胶质细胞线粒体异常分裂的机制研究与治疗应用

针对中枢神经系统疾病治疗中药物递送效率低、靶向性差和线粒体调控困难等挑战，上海第四人民医院与同济大学团队开发了"三阶段序贯靶向鼻滴系统"。该系统通过DHEA调控Drp-1通路，实现鼻腔粘膜粘附-小胶质细胞靶向-线粒体精准调控的三级递送，显著改善麻醉/手术诱导的认知功能障碍，为CNS疾病治疗提供新策略。

　　

中枢神经系统疾病治疗面临三大难题：血脑屏障阻碍药物入脑、复杂微环境影响靶向递送、细胞器精准调控困难。其中，小胶质细胞作为脑内唯一常驻免疫细胞，其线粒体异常分裂与阿尔茨海默病、脑缺血等多种疾病密切相关。临床数据显示，神经类固醇脱氢表雄酮(DHEA)水平随年龄下降与术后认知功能障碍(PND)发生显著相关，但DHEA难以穿透血脑屏障且易被外周代谢失活。

为解决这一系列问题，上海第四人民医院与同济大学的研究团队在《Bioactive Materials》发表创新成果，开发出全球首个"三阶段序贯靶向鼻滴系统"。该系统通过表面正电荷的HAMA(甲基丙烯酸酐改性透明质酸)水凝胶微球实现鼻腔粘膜驻留(一级靶向)，利用CTLA-4修饰的脂质体特异性结合活化小胶质细胞表面CD80/86受体(二级靶向)，最终通过微环境响应释放DHEA调控线粒体分裂蛋白Drp-1(三级靶向)，形成级联靶向递送体系。

研究采用临床队列分析结合小鼠/巴马猪模型，运用转录组测序、微流控技术制备载药系统、免疫荧光示踪等技术。56例髋部手术患者数据显示术前血浆DHEA水平与MMSE评分显著正相关(P<0.01)。动物实验证实，该系统可使药物4小时内分布至全脑，微胶质细胞靶向效率达65%，较普通脂质体提高2.3倍。

2.1. DHEA与PND的关联性
通过56例患者队列发现，PND组术前血浆DHEA水平较正常组降低38.7%(P<0.01)，且与术后MMSE评分呈正相关(r=0.62)。小鼠模型证实手术麻醉使海马DHEA含量下降52.4%，伴随线粒体嵴结构破坏。

2.2. DHEA调控线粒体代谢通路
转录组分析揭示522个差异基因，其中68个线粒体相关基因富集于代谢调控通路。DHEA通过抑制Drp-1磷酸化(P-Drp-1)使线粒体分裂减少41.5%，ATP水平恢复至对照组83.7%。

2.3. 递送系统构建与表征
微流控制备的HAMA/CTLA-4/Liposome/DHEA微球直径205μm，载药量7.3%。CTLA-4修饰使脂质体zeta电位从-13.3mV升至-8.5mV，体外缓释20小时。

2.5. 体外靶向与调控效应
CTLA-4修饰使BV2细胞对脂质体摄取率提升至65.3%(P<0.001)。10μM DHEA预处理使LPS诱导的ROS降低67.8%，线粒体膜电位恢复至正常组91.2%。

2.7. 体内治疗效果
鼻滴给药4小时后，HAMA组微胶质细胞荧光强度是普通脂质体的2.1倍。PND小鼠经治疗后，海马P-Drp-1表达降低72.3%，线粒体形态恢复完整，NOR测试中新物体探索时间增加2.4倍。

该研究开创性地建立了三级靶向递送新范式：鼻腔粘附(1级)→细胞靶向(2级)→细胞器调控(3级)。相比传统方法，鼻脑递送路径使药物入脑效率提升5.8倍，且避免全身给药副作用。临床转化潜力显著，已在16头巴马猪模型验证安全性。研究不仅为PND提供新疗法，更为阿尔茨海默病等CNS疾病的靶向治疗开辟新途径，相关技术已申请国际PCT专利。未来可通过替换不同靶向分子和药物，拓展应用于帕金森病、脑卒中等多种神经系统疾病。