美国华盛顿大学圣路易斯分校的研究团队正在推进人工诱导冬眠技术的医学转化应用。这项技术灵感源自自然界某些哺乳动物和鸟类的蛰伏机制,通过降低体温和代谢率实现能量保存,有望为缺血性损伤保护、器官保存及太空辐射防护提供创新解决方案。
生物医学工程与神经外科教授Hong Chen领导的跨学科团队,已成功在实验鼠模型中实现可逆性冬眠状态。研究人员采用聚焦超声波刺激下丘脑视前区,该脑区负责调控体温和代谢功能。与传统医疗手段通过增加能量供给(如中风后恢复脑血流)不同,合成冬眠技术通过主动降低代谢需求实现器官保护。
"这种调控全身代谢的能力将为医学带来革命性突破。"Chen教授在《自然代谢》7月31日刊发的展望文章中指出。该团队已开发可穿戴式超声波装置,实验显示刺激后小鼠体温下降约3℃并持续约1小时,代谢模式从碳水化合物-脂肪混合供能转为单纯脂肪代谢,心率同步降低47%。超声波因其无创穿透颅骨的特性,成为深部脑区调控的首选技术。
当前技术转化面临三大挑战:动物与人类代谢差异、药物剂量精确控制、安全可逆状态维持。此前硫化氢人体试验因安全性问题提前终止。研究团队建议采取双轨策略:一方面通过神经环路调控诱导低代谢状态,另一方面结合药物干预外周代谢通路。潜在应用还包括肿瘤生长抑制及tau蛋白相关疾病(如阿尔茨海默症)治疗。
虽然脑区调控与全身代谢协同机制尚待阐明,Chen教授强调该领域已从理论概念进入技术突破阶段。未来需神经科学、生物工程和转化医学的深度协同,通过多学科合作推动技术向临床应用转化。研究获得美国国立卫生研究院等机构资助,当前阶段重点聚焦医疗场景中的代谢调控应用。
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