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　　血液循环被认为是口服给药的纳米颗粒进入中枢神经系统（CNS）的唯一途径，而非血液途径介导的纳米颗粒在器官之间的易位却知之甚少。

　　2023年7月7日，中国科学院纳米科学卓越创新中心/国家纳米科学中心陈春英及崔雪晶共同通讯在Science Advances在线发表了题为“Peripheral nerves directly mediate the transneuronal translocation of silver nanomaterials from the gut to central nervous system”的研究论文，该研究揭示外周神经直接介导银纳米材料从肠道到中枢神经系统的跨神经元易位。

　　该研究发现在小鼠和恒河猴中，外周神经纤维充当银纳米材料（Ag NMs）从肠道转移到中枢神经系统的直接导管。经口灌胃后，Ag NMs在颗粒状态的小鼠的大脑和脊髓中显著富集，但不能有效地进入血液。使用迷走神经干切断术和选择性后根切断术，研究者发现迷走神经和脊神经分别介导Ag NMs从肠道到大脑和脊髓的跨神经元易位。单细胞质谱分析显示，肠细胞和肠神经细胞占据显著水平的Ag NMs，随后转移到连接的外周神经。总之，该研究证明了纳米颗粒沿着先前未记录的由外周神经介导的肠道中枢神经系统轴转移。

　　Ag NMs是消费品中使用最广泛的工程纳米材料，包括医用敷料、食品配料、食品包装（E174）、食品表面保护剂、婴儿奶瓶和医疗保健产品，因为它们具有抗菌活性。Ag NM的估计日摄入量约为20至80 μg。就职业人群而言，职业工人（25人）粪便中的Ag NMs含量高达15 mg kg−1。进入肠腔后，Ag NMs可以穿过多个生物屏障并运输到远端器官，从而导致不良后果。中枢神经系统（CNS）被认为是口服Ag NMs的主要器官。

　　由于转运路线决定了外源性纳米颗粒（NPs）的最终靶器官和随后的生物效应，因此纳米颗粒的特定转运路线图对于揭示其纳米毒理学和纳米医学潜力至关重要。然而，在理解NPs从肠道到中枢神经系统的运输方面仍然存在巨大的知识差距，这阻碍了对肠道-中枢神经系统轴通讯的理解，也阻碍了针对中枢神经系统相关疾病的新治疗策略的开发。

　　根据目前的知识，大脑中存在的NPs被认为是从血液循环到达组织的，这被认为是进入肠道的外源性NPs进入大脑的唯一途径。NP转运到中枢神经系统的非血液生物途径在理论和实验上都尚未出现。与血液循环网络类似，复杂的神经网络贯穿人体，并介导器官之间的双向通信。例如，肠道分别通过迷走神经和脊神经直接连接到大脑和脊髓。在功能上，中枢神经系统通过外周神经，例如迷走神经或脊神经，通过释放神经递质与肠道通信。反过来，肠道通过迷走神经发送化学信号或病理蛋白质来影响大脑。因此，外周神经是肠道和中枢神经系统之间双向通信和化学信号传递的重要介质。这种独特的相互作用模式吸引了研究者的好奇心，并促使他们考虑是否存在负责口服暴露后NPs从肠道转运到中枢神经系统的神经元途径。

小鼠和恒河猴经口灌胃后Ag 纳米材料在中枢神经系统中的生物分布（图源自Science Advances ）

　　在本研究中，除了血液循环外，研究者还试图确定Ag NMs沿着肠道中枢神经系统轴的转移途径。从理论和实验上证明了Ag NMs通过外周神经纤维从肠道直接转移到中枢神经系统（大脑和脊髓）。使用激光消融和场流分级电感耦合等离子体质谱法，研究者发现通过灌胃给药的Ag NMs在小鼠的大脑和脊髓中以颗粒状态富集，而不能有效地进入血液。迷走神经和脊神经分别介导Ag NMs沿肠脑轴和肠-脊髓轴的跨神经元转运，特定的肠道细胞亚群（肠细胞和肠神经细胞）占据了显著水平的Ag NMs，以转移到连接的外周神经。研究表明，跨神经元运输是NPs直接运输的一种机制，填补了在理解NPs在生物系统中的行为方面的一个关键空白。

　　原文链接：

　　https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg2252

　　参考文献

　　Wang X, Cui X, Wu J, Bao L, Tan Z, Chen C. Peripheral nerves directly mediate the transneuronal translocation of silver nanomaterials from the gut to central nervous system. Sci Adv. 2023;9(27):eadg2252. doi:10.1126/sciadv.adg2252