模块化脑机接口用于神经记录、神经刺激和药物递送

模块化脑机接口用于神经记录、神经刺激和药物递送

模块化脑机接口:神经记录、神经刺激与药物递送的创新突破 学术背景 脑机接口(Brain-Machine Interface, BMI)是神经科学与临床医学中的重要工具,能够实现大脑与外部世界之间的电荷、物质与信息交互,广泛应用于神经解码、神经系统疾病的诊断与治疗以及脑科学研究。随着神经科学的发展,多模态脑机接口(multimodal BMI)引起了广泛关注,这类接口能够同时支持神经记录、神经刺激和药物递送等多种功能。然而,现有的多模态脑机接口大多针对特定场景设计,具有高度集成的固定配置,难以适应不同实验需求。 针对这一问题,Sheng等人提出了一种模块化的多模态脑机接口,旨在通过灵活的模块化设计,使脑机接口能够根据不同实验需求调整配置、模态和功能。这种设计不仅提高了设备的适应性,还为需要多种...

基于MIL-100(Fe)纳米颗粒的3合1新冠肺炎联合治疗策略

基于MIL-100(Fe)的新型肺部抗SARS-CoV-2治疗策略探索 全球公共卫生领域近年来面临许多严峻挑战,尤其是2019年以来由SARS-CoV-2冠状病毒引发的新冠疫情。在该疫情中,病毒的高传播性和持续存在性暴露了目前预防及治疗手段的瓶颈。这一状况也突显了亟需研发更加高效且创新的治疗方法,以应对未来可能爆发的全球传染病。在此背景下,纳米医学(nanomedicine)技术的崛起为传统方法提供了替代方案。纳米载药系统的设计具有改善药物稳定性、优化药物分布及药代动力学特征的潜力,从而提升治疗效果并降低副作用。然而,尽管金属有机框架(MOFs, Metal–Organic Frameworks)在癌症和感染等复杂疾病治疗中展现了巨大潜力,其作为潜在抗病毒治疗平台的研究仍处于初级阶段。为此,...

利用Warburg效应实现肿瘤特异性药物递送

针对Warburg效应的肿瘤特异性药物递送新平台研究 癌症是一种全球性健康难题,传统的癌症治疗方法,如化疗和放疗,往往伴随显著的副作用,原因在于药物或辐射无法区分肿瘤组织与健康组织,常造成健康组织的损害。因此,开发一种能够精准递送药物到肿瘤的技术已经成为癌症治疗领域的重要研究方向。本论文的研究背景植根于这一科学难题,同时关注癌细胞代谢重编程现象中的“Warburg效应”(Warburg effect)。Warburg效应是癌细胞常见的代谢特征,它在有氧条件下表现出异常的葡萄糖利用率升高,以及乳酸的积累。该特征不仅是癌症的标志之一,还为肿瘤特异性药物递送提供了潜在的策略。 这篇研究论文由Jian Zhang、Tony Pan、Jimmy Lee等多个国际研究团队的合作完成,作者分别来自北卡罗来...

胶质母细胞瘤分化程度对血脑屏障通透性的影响

胶质母细胞瘤分化程度对血脑屏障通透性的影响 背景介绍 胶质母细胞瘤(Glioblastoma Multiforme, GBM)是一种高度侵袭性的脑肿瘤,由于其复杂的生物学特性和血脑屏障(Blood-Brain Barrier, BBB)的存在,治疗难度极大。血脑屏障是由紧密连接蛋白(Tight Junctions, TJs)和ATP结合盒(ATP-binding Cassette, ABC)转运蛋白组成的复杂结构,能够阻止大多数药物进入大脑。尽管在GBM肿瘤核心区域,血脑屏障被破坏,但在肿瘤边缘的脑组织(Brain-Adjacent-to-Tumor, BAT)中,血脑屏障仍然完整,这导致药物难以到达这些区域,进而引发肿瘤复发。 GBM的异质性是其治疗失败的主要原因之一。肿瘤中同时存在分化程...

靶向转铁蛋白受体将反义寡核苷酸输送穿过哺乳动物血脑屏障

引言 近年来,以寡核苷酸(oligonucleotide)为基础的治疗技术,如反义寡核苷酸(ASOs)和小干扰RNA(siRNAs),在各种神经疾病的治疗中得到了广泛应用。其应用的基础是这些技术可以选择性地调控目标RNA分子,这些目标通常很难通过其他治疗方式进行调控。特别是在2016年Nusinersen被批准用于治疗脊髓性肌萎缩症后,ASOs在中枢神经系统(CNS)疾病中的潜力得到了进一步的关注和研究。然而,寡核苷酸由于其固有的生物物理特性,如大分子量、带电性和骨架化学性质,很难穿透血脑屏障(BBB),这使得它们需要通过鞘内注射直接递送到脑脊液(CSF)中来影响CNS。这种递送方式存在诸多限制,如药物在大脑深层区域的分布不均,以及可能出现的与鞘内注射相关的不良事件。因此,寻找高效且安全的递...