省重实验室联合南京大学附属鼓楼医院、南京大学医学院在《Nano Research》上发表关于知识挖掘启发的迷走神经磁刺激正向调控骨代谢改善骨质疏松的成果

骨质疏松日益成为威胁人们生命健康和生活治疗的一种重要的退行性疾病，其机制在于内分泌系统变化导致的骨代谢长期非显著性失衡，成骨细胞数目减少，活性下降，破骨细胞活性相对增强导致骨量减少和骨骼系统结构强度下降。深入研究骨重建调控手段，进而干预骨重建过程，上调骨量是骨质疏松治疗研究的热点。据报道，神经网络在骨质疏松症的生理和病理进展中起着关键作用，这表明神经调控可作为延缓骨质疏松症进展的潜在策略。

近期，重点实验室孙剑飞教授团队联合南京鼓楼医院蒋青教授团队、南京大学顾宁院士团队，首先通过基于人工智能的知识挖掘技术发现迷走神经可能是改善骨质疏松的新靶点，进一步将生物医用磁性纳米药物负载到壳聚糖/β-甘油磷酸钠可注射水凝胶中，通过直接注射至大鼠颈部覆盖单根迷走神经，显著增强纳米氧化铁在外周组织的安全稳定驻留时间（目前至少可达20周），从而介导100 mT温和脉冲磁场对迷走神经有效精准磁刺激。我们通过电生理测量直接证明了磁介质和磁场的协同作用活化了迷走神经，且具有实时响应特性。发现迷走神经磁刺激（20Hz，每天2次，每次15分钟）16周即可显著改善雌激素缺乏导致的骨质疏松且具有良好的生物安全性。机制研究表明，迷走神经磁刺激不但显著增加了骨质疏松大鼠肠道菌群的α多样性，而且可以有效逆转因雌激素缺乏导致的特定菌群的改变，提示肠道微生物的变化可能是迷走神经磁刺激改善骨质疏松的重要机制。

图1. 知识挖掘启发的迷走神经磁刺激正向调控骨代谢改善骨质疏松

相关研究成果发表于Nano Research，题为Knowledge mining inspired therapy of osteoporosis by magnetic hydrogel mediated precise stimulation of vagus nerve under a rotational magnetic field（https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907503）。