Takagishi、Arimura、Murata、Iwaki、Okuda、Ido、Nishimura、Narahara、Kawano与Iihara等研究者开展了一项关于急性脑梗死后新型治疗策略的研究，成果发表于 eNeuro 2021年9/10月号。该研究的核心目的在于探索以PDGF-B修饰的蛋白质纳米颗粒在缺血性脑卒中治疗中的可行性、疗效及其潜在机制。研究背景建立在脑梗死治疗时间窗狭窄、再灌注治疗适用人群有限的临床困境之上。PDGF-B被认为具有神经保护作用，但因其难以在梗死区域达到有效浓度并维持足够作用时间，限制了其作为治疗手段的应用。研究者因此将目光投向纳米药物递送系统，利用纳米颗粒在血管损伤区域因通透性增强与滞留效应而优先积聚的特性，尝试将PDGF-B靶向递送至脑梗死病灶。所用载体为源自詹氏甲烷球菌的小热休克蛋白16.5，该蛋白可自组装为直径约12纳米的纳米颗粒，具备良好的生物相容性、单分散性、结构稳定性及易于化学修饰的特点。

在方法学上，研究首先通过基因工程手段构建了HspG41C突变体，并在大肠杆菌中表达与纯化，获得热休克蛋白纳米颗粒。随后，研究者通过异硫氰酸苄基-NTA在纳米颗粒表面引入螯合功能基团，利用镍离子介导的螯合桥接作用，将带有组氨酸标签的重组人PDGF-B蛋白固定于纳米颗粒表面，形成PDGF-B修饰的热休克蛋白纳米颗粒。通过动态光散射和透射电子显微镜对纳米颗粒的粒径分布和形态进行了表征。体外实验部分，研究者使用人脑血管周细胞培养体系，分别以PBS、未修饰热休克蛋白纳米颗粒、PDGF-BB蛋白和PDGF-B修饰纳米颗粒处理细胞，随后提取细胞蛋白进行免疫印迹分析，检测Akt总蛋白及磷酸化Akt的表达水平。动物实验方面，研究采用CB-17小鼠构建短暂性大脑中动脉闭塞模型，在术后24小时经尾静脉注射不同剂量的PDGF-B修饰纳米颗粒、未修饰纳米颗粒、PDGF-BB蛋白或PBS。利用9.4T小动物MRI在术后第1、4、8天进行T2加权成像评估梗死体积，并通过圆筒试验评估运动功能恢复情况。荧光标记纳米颗粒后，采用活体成像系统和荧光显微镜观察其在梗死区域的分布与滞留时间。组织学分析包括MAP-2免疫染色评估梗死面积，磷酸化Akt免疫组化和免疫荧光双标染色检测Akt磷酸化及其与PDGFRβ阳性细胞的共定位，GFAP免疫荧光染色评估梗死周围区星形胶质细胞增生程度，以及TUNEL染色与NeuN荧光双标检测神经元凋亡情况。神经滋养因子水平则通过多重神经滋养因子快速筛选ELISA试剂盒进行测定。

研究结果表明，PDGF-B修饰的热休克蛋白纳米颗粒在水相介质中保持高度单分散性，未发生明显聚集。体外实验中，PDGF-BB蛋白和PDGF-B修饰纳米颗粒均能显著诱导Akt磷酸化，而未修饰纳米颗粒则无此效应，说明该纳米载体本身不具备激活PDGF信号的能力，其作用依赖于表面修饰的PDGF-B。体内分布实验显示，PDGF-B修饰纳米颗粒在注射后第3天和第7天仍可清晰地在梗死区域检测到，第15天荧光信号有所减弱，表明纳米颗粒可在梗死灶内滞留至少一周。治疗效果方面，与PBS或单纯PDGF-BB蛋白相比，高剂量PDGF-B修饰纳米颗粒注射后第3天和第7天的梗死体积均显著减小；低剂量组的梗死体积虽有所减少，但与高剂量组相比无统计学差异。MAP-2染色结果同样证实高剂量治疗组的梗死面积显著小于对照组。运动功能评估显示，高剂量PDGF-B修饰纳米颗粒组在术后第7天圆筒试验评分显著优于PBS组和PDGF-BB组，且第3天和第7天均优于未修饰纳米颗粒组及低剂量组。机制层面，免疫组化和免疫印迹分析显示，PDGF-B修饰纳米颗粒治疗后第3天梗死核心区和梗死周围区的磷酸化Akt阳性细胞数量及磷酸化Akt/总Akt比值均显著升高。免疫荧光双标进一步表明Akt磷酸化主要发生在PDGFRβ阳性的周细胞中。ELISA结果显示，PDGF-B修饰纳米颗粒组梗死脑组织中的神经滋养因子-3水平显著高于未修饰纳米颗粒组，且TUNEL染色表明治疗后第3天和第7天梗死周围区的凋亡细胞总数及凋亡神经元比例均显著降低。此外，第7天梗死周围区GFAP阳性面积在PDGF-B修饰纳米颗粒组显著增加，提示该治疗增强了梗死周围区的星形胶质细胞增生。

上述结果共同指向一个连贯的机制路径：PDGF-B修饰纳米颗粒通过血液循环到达梗死区域后，在通透性增强的血管损伤部位积聚并实现持续释放，进而激活周细胞表面的PDGFRβ信号，促进下游Akt磷酸化，Akt信号的上调一方面直接或间接地抑制神经元凋亡，另一方面可能通过促进神经营养因子如NT-3的分泌以及增强梗死周围区星形胶质细胞增生来改善局部微环境，最终共同促进梗死体积缩小和神经功能恢复。研究者在讨论中指出，该纳米递送系统的核心优势在于克服了PDGF-B经静脉给药难以透过血脑屏障且循环稳定性差的问题。同时，与既往使用较大粒径脂质体的研究不同，本研究使用的12纳米级颗粒因其较小的尺寸能够有效进入梗死组织。该研究的局限性主要包括随访时间仅为一周、未进行体内药代动力学分析、未验证永久性血管闭塞模型中的疗效，以及所用远端闭塞模型梗死体积较小、不能完全模拟人类大血管闭塞的病理状态。

该研究的科学价值体现在首次证明PDGF-B修饰的热休克蛋白纳米颗粒可在脑梗死亚急性期通过静脉给药实现梗死区靶向递送、持续滞留和功能改善，为缺血性脑卒中提供了一种超越传统再灌注时间窗的潜在治疗路径。其应用价值在于这一递送策略可能拓展至以周细胞信号通路为靶点的其他神经系统疾病。研究亮点包括利用天然蛋白质纳米笼作为载体实现了生物活性蛋白的靶向递送，以及从周细胞保护、抗凋亡、营养因子分泌和星形胶质细胞增生多个维度阐明了治疗机制。此外，该研究还提示，即便在缺血损伤发生24小时后启动干预，仍可通过重塑梗死周围微环境取得结构和功能层面的获益，这对理解脑卒中恢复期病理生理过程具有启发意义。