磁力刺激的图解。图片来源：UCL 的 Yichao Yu 和 Mark Lythgoe

伦敦大学学院的科学家们开发了一种新技术，利用微观磁性粒子远程激活脑细胞；研究人员表示，在大鼠身上的这一发现可能会导致开发出一类新的神经系统疾病非侵入性疗法。

发表在Advanced Science上的这项名为“磁机械刺激”的开创性技术允许用体外的磁性装置刺激称为星形胶质细胞的触敏脑胶质细胞。

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微观磁性粒子或微磁体附着在星形胶质细胞上，用作微型机械开关，当强磁体放置在头部附近时，可以“打开”细胞。

合著者 Alexander Gourine 教授（伦敦大学学院心血管和代谢神经科学中心）说：“星形胶质细胞是遍布大脑的星形细胞。它们战略性地位于脑血管和神经细胞之间。这些细胞为神经元提供必要的代谢和结构支持，调节神经元回路活动，还可以作为大脑环境的多功能测量员，调整以感知潜在代谢不足的情况。

“利用磁场控制大脑星形胶质细胞的能力为研究人员提供了一种新工具来研究这些细胞在健康和疾病中的功能，这对于未来开发一些常见神经系统疾病（如癫痫和中风。”

资深作者 Mark Lythgoe 教授（伦敦大学学院高级生物医学成像中心）说：“因为星形胶质细胞对触摸很敏感，所以用磁性粒子装饰它们意味着你可以使用磁铁从体外给细胞一个微小的刺激，因此，控制它们的功能。这种远程控制星形胶质细胞的能力为了解其功能提供了一种新工具，并可能具有治疗脑部疾病的潜力。”

在开发 MMS 的过程中，UCL 的科学家们着手创造一种与临床更相关的脑细胞控制技术。这与其他现有研究工具形成鲜明对比，例如光遗传学和化学遗传学，后者需要将外来基因插入脑细胞，通常在病毒的帮助下。这种对基因改造的需求一直是现有方法临床转化的主要障碍。

首席研究员 Yuichao Yu 博士（伦敦大学学院高级生物医学成像中心）说：“我们的新技术使用磁性粒子和磁体来远程和精确地控制脑细胞活动，重要的是，它无需将任何设备或外来基因引入大脑。

VMS300A三目连续变倍体视显微镜

“在基于实验室的研究中，我们用一种抗体包覆了微小的磁性颗粒，使它们能够与星形胶质细胞特异性结合。然后通过注射将颗粒输送到大鼠的目标大脑区域。

“使用微磁体的另一个优势是它们会在 MRI 扫描中亮起，因此我们可以跟踪它们的位置并瞄准大脑的非常特殊的部分，从而精确控制大脑功能。”

Lythgoe 教授因其“对基础科学对医学进步的贡献”而获得了 2021 年皇家医学学会 Ellison-Cliffe 奖，他补充说：“我们对这项技术感到非常兴奋，因为它具有临床潜力。与现有方法相比，MMS利用了某些脑细胞对触摸的显着敏感性，因此既不需要基因改造，也不需要植入设备。与目前使用的需要将电极插入大脑的深部脑刺激技术相比，这使得 MMS 成为一种有希望的候选者，作为一种侵入性较小的替代疗法。”

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