在一项让各地小鼠都感到谨慎乐观的进展中,一个国际研究团队宣布了利用纳米粒子治疗阿尔茨海默症的潜在突破,这些纳米粒子不仅携带药物——它们本身就是药物。这些微观的超级明星帮助大脑恢复自身的清洁服务,显著减少了导致神经元非常不悦的有毒蛋白质积累。

这项研究由加泰罗尼亚生物工程研究所(IBEC)和四川大学华西医院(WCHSU)牵头,并得到了英国友人的一点帮助,发表在《信号转导与靶向治疗》杂志上。因为,显然,治愈小鼠的阿尔茨海默症现在成了周二例行公事。

研究人员没有直接针对受损的神经元,而是瞄准了血脑屏障(BBB)——那个挑剔的保安,决定谁能进入大脑的专属俱乐部。在阿尔茨海默症中,这个屏障开始让错误的人群进入,有害蛋白质闯入派对,导致认知能力下降。该团队设计了生物活性纳米粒子,他们称之为“超分子药物”,来修复保安并让大脑的废物清除系统重回正轨。

现在,大脑是一个高维护的器官。在成人中,它消耗身体总能量的约20%,而在儿童中,这个数字跃升至高达60%。为了满足这种成瘾,大脑依赖于一个极其密集的血管网络——大约十亿个毛细血管,几乎每个神经元都有自己专属的血液供应。这就像大脑拥有自己的私人高速公路系统,当这个系统堵塞时,事情就会变得糟糕。

越来越多的科学家现在认为,血管损伤不仅仅是阿尔茨海默症的副作用——它可能是驱动疾病的原因。血脑屏障的破坏与早期认知能力下降和有毒蛋白质积累增加有关。在正常情况下,血脑屏障帮助清除像淀粉样蛋白-β(Aβ)这样的废物,这种粘性蛋白质形成了那些臭名昭著的斑块。但在阿尔茨海默症中,处理系统失效,大脑变成了囤积癖的天堂。

为了测试他们的疗法,研究人员使用了基因工程小鼠,这些小鼠会发展出高水平的淀粉样蛋白-β和进行性认知能力下降——基本上是小鼠阿尔茨海默症。小鼠仅接受了3剂纳米粒子,结果出乎意料地迅速。

“注射后仅1小时,我们观察到大脑内Aβ量减少了50-60%。”该研究的第一共同作者、来自四川大学华西医院和伦敦大学学院(UCL)的博士生陈俊阳说。这比大多数人找到车钥匙的速度还快。

长期效果更加令人印象深刻。在一项实验中,研究人员治疗了一只12个月大的小鼠(大约相当于60岁的人类),并在六个月后检查它,那时它大约相当于人类的90岁。尽管年事已高,这只小鼠表现得像个活泼的年轻人,没有阿尔茨海默症相关衰退的迹象。这相当于神经学上的90岁老人跑马拉松。

“长期效果来自于恢复大脑的血管系统。我们认为它像一个级联反应:当有毒物种如淀粉样蛋白-β(Aβ)积累时,疾病进展。但一旦血管系统能够再次运作,它就开始清除Aβ和其他有害分子,使整个系统恢复平衡。值得注意的是,我们的纳米粒子作为药物,似乎激活了一种反馈机制,使这种清除途径恢复正常水平。”该研究的领导者、IBEC的ICREA研究教授Giuseppe Battaglia解释说。

秘密武器涉及一种叫做LRP1的蛋白质,它像血脑屏障处的分子保安。正常情况下,LRP1识别淀粉样蛋白-β,与之结合,并护送它出大脑进入血液进行处置。但这个过程很挑剔:如果LRP1抓得太紧,运输系统就会出问题。