从微孔板到清醒脑的聚焦超声递送临床前平台

背景。聚焦超声（FUS）具有广泛治疗潜力，但其作用机制尚不清楚。临床前FUS研究能够对研究不足的参数进行严格探究，但碎片化、单一用途的台式设备阻碍了跨模型的标准化声学暴露。目的。描述一个统一的临床前FUS平台，可在同一轻量系统中实现细胞培养、离体组织和清醒状态立体定位在体递送，并以胶质母细胞瘤作为疾病模型进行验证。方法。我们对96孔微孔板进行单孔FUS递送，对新鲜切除的人胶质母细胞瘤组织进行单孔递送，并对在漂浮笼中自由活动的清醒头部固定小鼠进行立体定位经颅递送。输出在自由场中独立校准，并测量了微孔板插入损耗。对GL261荷瘤小鼠、切除的人胶质母细胞瘤和巨噬细胞系施加脉冲低强度聚焦超声（pLIFU）。结果。清醒立体定位pLIFU在GL261荷瘤小鼠中产生急性肿瘤信号衰减（平均log2倍数变化为-1.66，对照组为+5.20，p = 0.016），生物发光证据与聚焦靶向一致。离体pLIFU在人胶质母细胞瘤中产生方向一致的免疫表型变化（iNOS+增加，Arg1+群体减少）。在体外，pLIFU使免疫抑制性巨噬细胞上的CD80在RAW 264.7细胞中降至基线的73%（p = 0.0008，n = 5），在THP-1细胞中降至64%（p = 0.0006，n = 2），同时RAW 264.7中MHC II上调（比值1.65，p = 0.004），THP-1中ARG1降低（比值0.52，p = 0.0025）。结论。一个在体外、离体和清醒在体应用中均得到验证的统一临床前FUS平台，能够在超声处理期间以探索性方式活动的清醒头部固定小鼠中实现立体定位引导的经颅FUS，并实现单孔微孔板处理。

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