近日，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心陳春英課題組在外周神經(jīng)介導(dǎo)納米顆粒從腸道向中樞神經(jīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果以Peripheral??nerves directly mediate the transneuronal translocation of silver??nanomaterials from the gut to central nervous system為題，發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上。

納米顆粒在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)路線決定了其最終靶器官和隨后的生物效應(yīng)。剖析納米顆粒的體內(nèi)特定轉(zhuǎn)運(yùn)路線，對(duì)于納米生物安全和納米醫(yī)學(xué)功能至關(guān)重要。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，血液循環(huán)是介導(dǎo)納米顆粒在不同器官間轉(zhuǎn)運(yùn)的唯一途徑。揭示非血液途徑介導(dǎo)的納米顆粒的轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律頗具挑戰(zhàn)性，也是制約發(fā)展靶向納米藥物的關(guān)鍵問(wèn)題。然而，目前研究缺乏納米顆粒從源端到終端的全環(huán)路系統(tǒng)譜圖。例如，納米顆粒如何從腸道轉(zhuǎn)運(yùn)至中樞神經(jīng)系統(tǒng)？轉(zhuǎn)運(yùn)途徑和機(jī)制是什么？

針對(duì)以上問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)采用具有廣譜抗菌性能的納米銀顆粒作為模式材料。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)口灌胃途徑，納米銀不能有效地進(jìn)入血液，卻以顆粒態(tài)在小鼠的中樞神經(jīng)系統(tǒng)（腦部和脊髓）中顯著富集。實(shí)際上，與血液循環(huán)網(wǎng)絡(luò)類似，復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遍布全身，并介導(dǎo)器官之間的雙向通信。例如，腸道可通過(guò)外周神經(jīng)與中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行交流。研究發(fā)現(xiàn)，小鼠經(jīng)過(guò)迷走神經(jīng)和選擇性脊神經(jīng)后跟切斷術(shù)后，納米銀進(jìn)入腦部和脊髓的含量明顯減少，揭示腸道能夠利用迷走神經(jīng)和脊神經(jīng)作為直接通路進(jìn)入腦部和脊髓。單細(xì)胞質(zhì)譜分析顯示，在源端腸道，納米銀主要被特定的腸道細(xì)胞亞群如腸上皮和腸神經(jīng)細(xì)胞大量攝入，隨后轉(zhuǎn)移到連接的外周神經(jīng)，胃腸道蛋白冠尤其是HSC70蛋白分子可顯著增加腸道細(xì)胞對(duì)納米銀的攝入。這種非典型的跨神經(jīng)元轉(zhuǎn)運(yùn)表明外周神經(jīng)除了作為化學(xué)信號(hào)傳輸介質(zhì)外，同樣能夠作為納米顆粒在腸道-中樞神經(jīng)系統(tǒng)間輸運(yùn)的通道。

該研究基于多種創(chuàng)新方法的集成（激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜成像、場(chǎng)流分離、神經(jīng)切斷術(shù)、單細(xì)胞質(zhì)譜和同步輻射光源技術(shù)），突破“經(jīng)典途徑”血液循環(huán)介導(dǎo)納米顆粒轉(zhuǎn)運(yùn)的認(rèn)知，首次提出外周神經(jīng)纖維作為“非經(jīng)典途徑”介導(dǎo)納米顆粒在體內(nèi)器官間的轉(zhuǎn)運(yùn)，繪制了納米銀從源端腸道-外周神經(jīng)-終端中樞神經(jīng)系統(tǒng)的全環(huán)路轉(zhuǎn)運(yùn)譜圖。這條納米顆粒進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的新型通路，為發(fā)展靶向中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病的納米藥物提供了重要思路。

研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等的支持。??