南京中医药大学医学院郭军教授团队揭示了游离蛋白纳米颗粒通过"力电协同"机制调控神经细胞肿胀的动态过程。这一发现突破了传统渗透压理论单方面强调"离子浓度差驱动水分子流动"的经典框架，为脑水肿治疗提供了全新视角。相关研究成果已在《国际纳米医学杂志》发表^[1]。

传统理论认为细胞水肿主要由“离子总浓度”梯度引发的渗透压差主导。而本研究采用基于荧光共振能量转移原理的角度荧光张力探针结合膜片钳技术，实时监测活细胞的渗透压及膜电位变化，发现：神经细胞肿胀与渗透张力及膜电位变化存在密切联系，且胞质“蛋白纳米颗粒生成”是其重要调控因素。胞质游离蛋白来源于多种细胞器蛋白的胞质转位，而钙离子的动态变化能以游离蛋白依赖性方式调控膜电位去极化和超极化的转换，激活去极化或超极化依赖的离子通道，诱导各种离子的差异性扩散，驱动细胞高渗和低渗力学效应的发生。水通道蛋白介导的水流入通过调控胞质游离蛋白和不同离子浓度变化，具有恢复细胞极化电位和稳定细胞内渗透张力的功能。这种游离蛋白、钙离子和水分子联合的细胞"力电协同"调控机制，打破了传统理论对“离子总量”梯度依赖的认知，实现了“经典渗透压”到“生物渗透压”认知的飞跃^[2]。

（图片来源：Int. J. Nanomed.）

该研究指出，“实验方法的错误应用”是造成当前医学对人体渗透张压误识的关键^[3]。渗透压仪作为唯一商业化的渗透压检测仪器，其体外静态的检测指标并不能合理表示细胞渗透压的动态力学活动，使得医学界误读人体渗透压近百年。而生物渗透压作为人体细胞重要的力学指标，其通过力电协同活动，能诱导细胞自主性形变和运动，至关重要的调节了细胞结构和功能的改变。通过建立“生物渗透压新理论”^[2]，能为当前临床面临的阿尔兹海默、帕金森综合征、渐冻症、渗透性脱髓鞘综合征以及急性呼吸窘迫综合征等多种临床重大疑难疾病的发病及治疗机制研究提供新的发展方向，推动现代医学的革新发展。

上述研究将细胞力学与电生理学整合于生物渗透压研究领域，成为脑水肿机制研究的新起点。该研究团队正基于此新理论，开发和完善治疗脑水肿等神经退行性疾病的多靶点药物联用研究，为缺乏靶向药物的脑水肿治疗提供科学的医疗策略。

[1]https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11980935/

[2]https://link.springer.com/article/10.1007/s12551-025-01380-0

[3]反思“渗透压仪”在人体渗透势能检测的百年应用[J]. 生命的化学, 2025, 45(5): 912-916.