聚焦超声与微泡对健康与肿瘤大鼠脊髓的差异性抗血管效应研究

本研究针对脊髓内肿瘤(IMSCT)治疗难题，创新性探讨了聚焦超声(FUS)联合微泡在健康与肿瘤脊髓组织中的抗血管效应差异。通过建立F98胶质瘤大鼠模型，发现健康脊髓组织呈现压力依赖性损伤(0-1.2 MPa)，而肿瘤组织因血管共选择(co-option)和低血管密度表现出显著抵抗性。该研究为中枢神经系统(CNS)肿瘤治疗提供了重要理论依据，提示需开发纳米液滴或分子靶向微泡等新策略。

　　

脊髓内肿瘤(IMSCT)作为侵袭性中枢神经系统肿瘤，其治疗面临血脊髓屏障(BSCB)阻碍药物递送和传统疗法副作用大的双重困境。聚焦超声(FUS)联合微泡技术因其非侵入性和精准靶向特性，在肿瘤抗血管治疗中展现出独特优势。然而，既往研究多集中于非CNS肿瘤或正常脑组织，对于脊髓肿瘤及其特殊血管微环境的响应机制仍属空白。

为探究这一科学问题，Sunnybrook研究所Mahsa Mokhlesabadi团队在《Scientific Reports》发表创新研究。该工作首次系统比较了FUS联合微泡对健康与肿瘤脊髓组织的差异性影响，揭示了F98胶质瘤对超声抗血管治疗的独特抵抗机制。

研究采用三大关键技术：

1. 1.

   大鼠脊髓F98胶质瘤原位模型构建，通过T2椎体定位注射Matrigel混悬肿瘤细胞

2. 2.

   580 kHz MR引导聚焦超声系统，配合自制DSPC/DSPE-PEG2000微泡(1.00±0.85μm)

3. 3.

   多模态组织分析：H&E染色定量红细胞(RBC)外渗面积，CD31免疫组化评估血管密度，TUNEL检测凋亡

【结果发现】

健康组织呈现典型压力梯度效应：

0.4 MPa即出现RBC外渗，1.2 MPa组外渗面积达1.73×10⁵±2.15×10⁵ μm²(p=0.015)，50%样本出现脊髓束解体。

肿瘤组织展现固有抗性：

所有压力组均存在蛋白液腔和RBC外渗，但定量分析显示无统计学差异(p>0.05)，且RBC面积比健康组织低一个数量级。

血管特征解析揭示机制：

CD31染色显示肿瘤血管密度(0.66±0.27%)显著低于灰质(4.26±0.71%,p<0.00001)和白质(1.43±0.22%,p<0.05)，且肿瘤血管直径普遍>10μm。

【结论与意义】

该研究首次证实：

1. 1.

   脊髓F98胶质瘤对FUS抗血管治疗具有显著抵抗性，主要归因于血管共选择导致的成熟基底膜保留和管腔扩张

2. 2.

   健康CNS组织在MI>0.8时即产生不可逆损伤，提示临床转化需严格优化参数

3. 3.

   为低血管性CNS肿瘤提出新思路：需开发靶向纳米液滴或VEGFR2修饰微泡等精准策略

这项研究为脊髓肿瘤治疗提供了重要理论突破，同时警示超声血脊屏障开放治疗中潜在的健康组织风险，为后续转化研究指明了方向。