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为解决脑出血治疗难题，川北医学院附属医院等单位的研究人员开展 W-POM NCs 治疗脑出血的研究。结果显示其能调节铁代谢抗铁死亡，缓解脑出血损伤。该研究为脑出血治疗提供新策略，值得科研人员一读。
脑出血（Intracerebral haemorrhage，ICH）是一种严重的脑卒中类型，就像大脑里的 “定时炸弹”，随时可能因为脑血管破裂而 “引爆”，让血液涌入脑组织。它的发病率、致残率和死亡率都高得吓人，严重威胁着人们的健康。目前针对脑出血的治疗手段，就像不太合身的 “旧衣服”，存在诸多问题。手术治疗对于一些出血位置深或者处于复杂区域的患者并不适用，而且术后患者还常常会遭受严重的继发性脑损伤，影响治疗效果；现有的药物治疗主要集中在控制高血压、抗凝和改善脑血流方面，但效果有限，还可能带来副作用。因此，寻找新的治疗策略迫在眉睫。
在脑出血的病理过程中，铁死亡（ferroptosis）扮演着 “捣乱分子” 的角色。红细胞破裂后，血红蛋白降解产生铁，铁的积累会催化活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）的生成，引发脂质过氧化，进而启动铁死亡。与其他细胞死亡方式不同，铁死亡的特点是细胞内铁水平升高和脂质过氧化物积累，而且细胞的抗氧化系统也会受到抑制或消耗。所以，研究脑出血后铁死亡的机制，寻找有效的治疗方法，成为了医学领域的重要课题。
近年来，纳米医学在临床疾病治疗方面展现出了巨大潜力，但在中枢神经系统疾病的应用中，却遇到了不少 “拦路虎”。比如，血脑屏障（blood–brain barrier，BBB）就像一道坚固的 “城墙”，阻挡着纳米药物进入大脑，而且纳米材料在大脑和其他器官的积累还可能产生毒性和副作用。多金属氧酸盐（Polyoxometalates，POMs）作为一类新型纳米材料，因其独特的结构和良好的生物相容性，在中枢神经系统疾病治疗方面受到了越来越多的关注，但它在脑出血治疗中的应用还未被探索。
为了攻克脑出血治疗的难题，来自川北医学院附属医院等单位的研究人员在《Journal of Nanobiotechnology》期刊上发表了题为 “Tungsten-based polyoxometalate nanoclusters as ferroptosis inhibitors modulating S100A8/A9-mediated iron metabolism pathway for managing intracerebral haemorrhage” 的论文。他们发现，基于钨的多金属氧酸盐纳米团簇（tungsten-based polyoxometalate nanoclusters，W-POM NCs）可以作为铁死亡抑制剂，通过调节 S100A8/A9 介导的铁代谢途径来治疗脑出血，这为脑出血的治疗开辟了一条新的道路。
在这项研究中，研究人员主要用到了以下几种关键技术方法：首先是材料合成与表征技术，他们合成了 W-POM NCs，并通过透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy，TEM）、动态光散射（Dynamic Light Scattering，DLS）等多种手段对其进行表征；然后利用细胞实验技术，如细胞活力检测（Cell Counting Kit-8，CCK-8）、溶血试验、ROS 检测等，来评估 W-POM NCs 对细胞的影响；还建立了动物模型，采用行为学测试、影像学检查（PET/CT）等方法，研究 W-POM NCs 在体内对脑出血小鼠的治疗效果；此外，蛋白质组学分析结合生物信息学方法也被用于探究 W-POM NCs 治疗脑出血的潜在机制。
下面来看看具体的研究结果：
1. W-POM NCs 的表征和 ROS 清除活性
研究人员成功合成了 W-POM NCs，TEM 图像显示它们粒径均匀、分散良好，就像一群排列整齐的 “小士兵”，直径约为 1.52 ± 0.43nm，流体动力学尺寸约为 6.66 ± 0.01nm，这么小的尺寸有助于它们穿过血脑屏障。通过多种检测手段发现，W-POM NCs 具有良好的还原性能，能有效清除多余的 ROS，而且清除能力呈剂量依赖性，就像给细胞戴上了一顶 “抗氧化安全帽”。
2. W-POM 在 HT22 细胞中的细胞杀伤和 ROS 清除作用
CCK-8 实验和溶血试验表明，W-POM NCs 细胞毒性低、溶血活性低，生物相容性良好，对细胞十分 “友好”。在过氧化氢（H?O?）诱导的氧化应激环境下，W-POM NCs 能显著降低细胞内 ROS 水平，保护 HT22 细胞免受氧化损伤，就像给细胞披上了一件 “抗氧化铠甲”。
3. W-POM 在 FAC 诱导的铁过载 HT22 细胞中的抗铁死亡特性
研究人员用柠檬酸铁铵（Ferric Ammonium Citrate，FAC）诱导 HT22 细胞铁过载，模拟脑出血后的病理状态。结果发现，W-POM NCs 能降低细胞内铁含量，抑制 ROS 产生，改善线粒体功能，有效抑制铁过载诱导的氧化应激和线粒体功能障碍，就像给受伤的线粒体 “疗伤”，让细胞远离铁死亡的威胁。
4. W-POM 对 ICH 小鼠模型神经功能损伤和脑水肿的改善作用
研究人员建立了脑出血小鼠模型，将小鼠分为假手术组、脑出血模型组和 W-POM 治疗组。行为学测试结果显示，W-POM NCs 治疗能降低脑出血小鼠的神经功能缺损评分（Neurological Disability Score，NDS），改善其运动功能，让小鼠重新 “活力满满”；同时，还能减轻脑水肿，缩小血肿体积，提高血肿及周边区域神经细胞的葡萄糖摄取，就像给受伤的大脑 “消肿止痛”，促进其恢复。
5. W-POM 在 ICH 小鼠模型中的多角度治疗效果
通过多种检测方法发现，W-POM NCs 治疗能降低脑出血小鼠血肿周围组织的丙二醛（Malondialdehyde，MDA）水平，减少铁沉积，改善铁代谢异常，减轻神经元损伤和神经炎症，激活多条抗铁死亡通路，从多个角度为大脑的恢复 “保驾护航”。
6. W-POM 抗铁死亡的内在治疗机制
蛋白质组学和生物信息学分析表明，S100A8 和 S100A9 是与 W-POM NCs 干预脑出血最相关的核心基因。进一步实验证实，W-POM NCs 通过调节 S100A8/A9 的表达，调控 TLR4 / 铁调素（hepcidin）/ 铁转运蛋白（ferroportin，FPN）信号通路，改善脑铁代谢异常，抑制铁死亡，减轻继发性脑损伤，就像找到了一把开启大脑恢复之门的 “钥匙”。
7. W-POM 在 C57BL/6J 小鼠中的体内分布和生物安全性
研究发现，W-POM NCs 在小鼠体内主要通过肾脏排泄，对心、肝、脾、肺、肾等重要器官功能影响较小，具有较好的生物相容性和安全性，为其临床应用提供了重要依据，就像给未来的临床使用吃了一颗 “定心丸”。
综合以上研究结果，研究人员得出结论：W-POM NCs 具有高效的 ROS 清除能力，能通过改善脑铁代谢异常和抗氧化活性，抑制神经元损伤，减轻神经炎症，有效缓解脑出血损伤。它还能穿透血脑屏障，显著减轻脑水肿，改善脑出血小鼠的神经功能缺损。W-POM NCs 通过激活 S100A8/A9 调节的 TLR4/hepcidin/FPN 信号通路，对抗脑出血后铁死亡诱导的继发性损伤。这项研究首次将多金属氧酸盐应用于脑出血治疗，为脑出血的治疗提供了一种新的、有前景的策略，为纳米医学在脑出血治疗领域的发展开辟了新方向。不过，该研究也存在一些局限性，比如 W-POM NCs 靶向特定细胞类型的具体途径还不清楚，其他差异表达基因的功能也有待进一步研究，其长期安全性和与其他疗法的协同效应也需要后续探索。但这并不影响这项研究的重要意义，它为后续的研究奠定了坚实的基础，相信在未来，随着研究的不断深入，W-POM NCs 有望为脑出血患者带来新的希望，让更多患者摆脱疾病的困扰。
