Nature子刊：比肩光遗传学，磁热纳米技术无创治疗帕金森

2021-09-27 09:25

深部脑刺激（DBS）被应用于治疗帕金森病、抑郁症等疾病中。

来源 | 神经周刊

深部脑刺激 （DBS）被应用于治疗帕金森病、抑郁症等疾病中。但是自30年前DBS技术出现以后，对于其硬件系统和软件系统的改进并未取得太大的进展，需要有线设备和长期植入设备一直以来称为最大的痛点。

非侵入性脑刺激方法包括重复经颅磁刺激（rTMS）、经颅直流电刺激（tDCS）和聚焦超声技术等。但是这些非侵入刺激仍然存在一些副作用：rTMS刺激过程中需要高强度磁场来刺激大脑深部区域，这些可能导致面部疼痛、面部和颈部肌肉收缩；超声波和电磁波在大脑组织中存在散射和吸收，因此穿透深度并不满足深部脑区需求。

随着科学技术的快速发展，磁性纳米颗粒被广泛应用于生物医学中。磁性纳米颗粒在交变磁场中因产生磁滞释放能量，使局部区域温度升高。磁性纳米颗粒产热效率直接影响其磁热疗的效果，一般由比损耗功率（SLP）衡量磁性纳米颗粒热转化的能力，SLP越高，磁感应热能力越强。

简单来说，磁热 DBS （mDBS）技术就是磁性纳米粒子外加一个磁场的方式实施深部脑刺激，通过磁性纳米颗粒激活大脑中瞬态受体电位阳离子通道（TRPV1）等热敏感通道，打开 TRPV1 通道并允许钙离子流入，从而引起神经兴奋。

2021年9月22日，荷兰马斯特里赫特大学医学中心的研究人员在 Nature 子刊 Nature Communications 上发表了题为： Magnetothermal nanoparticle technology alleviates parkinsonian-like symptoms in mice 的研究论文。 该研究通过非侵入式磁热深部脑刺激技术改善帕金森模型小鼠的运动功能症状。

研究人员通过实验优化交变磁场线圈，使得这些磁性纳米颗粒能够在较短的时间内表现出很高的SLP，提高磁热效应。

首先，研究人员利用基因工程将TRPV1包裹在具有神经元启动子的病毒载体中，这样神经元就具备表达热激活的离子通道蛋白。随后将特制的磁性纳米颗粒注入到大脑的同一区域，这些纳米颗粒沾附在目标神经元的表面上，当小鼠处于交变磁场时，磁场将会使纳米颗粒的磁化后快速翻转，产生热能量。热量迫使对温度敏感的离子通道打开，实现对神经元的刺激。