近日，美国德克萨斯大学西南医学中心（UT Southwestern Medical Center）最新研究显示，一氧化二氮（常用于镇痛的“笑气”）可显著提高聚焦超声（FUS）技术在打开血脑屏障（BBB）时的安全性和效率，有望为多种脑部疾病的治疗开辟新路径。研究成果已发表于《Gene Therapy》期刊。
该研究由放射学、神经外科及高级成像研究中心副教授、彼得·奥唐奈脑研究所（Peter O'Donnell Jr. Brain Institute）研究员、阿尔茨海默症与神经退行性疾病中心成员Bhavya R. Shah博士领衔，研究第一作者为UTSW高级研究员Deepshikha Bhardwaj博士。
血脑屏障是一种由半透性细胞构成的高度选择性屏障，位于为大脑供血的微小血管内壁。它在进化中起到了保护大脑免受血液中毒素和病原体侵害的关键作用，但也因此阻碍了药物和基因治疗分子的进入，成为阿尔茨海默病、多发性硬化和脑肿瘤等神经系统疾病治疗的主要难题。
近年来，科学家通过向静脉注入微泡（microbubbles）溶液并结合聚焦超声，可在特定脑区暂时开启血脑屏障。这一过程通过超声诱导微泡振荡，从而提高局部通透性。然而，开启血脑屏障所需的微泡浓度和超声强度可能对脑组织造成风险。
在本项研究中，研究人员尝试引入一氧化二氮替代常规医疗空气作为呼吸气体。一氧化二氮被已知可使微泡膨胀，从而增强超声下的声学响应。研究结果显示，与传统空气相比，使用一氧化二氮时，仅需最多减少1,000倍的微泡浓度和显著降低的FUS声压即可实现相同的血脑屏障开启效果，同时极大降低了脑组织损伤风险。
为验证这一策略的实用性，研究团队向小鼠大脑输送编码绿色荧光蛋白的基因，结果在使用一氧化二氮时观察到更强的荧光信号，说明基因递送效率显著提高。
Shah博士指出：“我们探索的方法有望推动一系列脑部疾病的治疗方案发展，尤其是依赖精准药物和基因递送的疾病。”
下一步，研究团队计划在确保安全的前提下，推进临床试验验证这一新技术在人类中的可行性。
参考文献：Deepshikha Bhardwaj et al, Nitrous oxide enhances MR-guided focused ultrasound delivery of gene therapy to the murine hippocampus, Gene Therapy (2025). DOI: 10.1038/s41434-025-00530-z
编辑：周敏
排版：李丽
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