概述
诺丁汉特伦特大学(Nottingham Trent University, NTU)的阿尔茨海默病、痴呆症和帕金森病(ADP)研究团队正在开发创新方法，以改善对痴呆症和其他神经退行性疾病的治疗、分析和理解。
该团队汇集了多学科专家，致力于应对当今最紧迫的医疗挑战之一。
通过整合化学工程、纳米科学和氢气生产等不同领域的专业知识，ADP团队探索如何利用超声波、紫外线、无线电频率和氢气来打破生物屏障。这种方法旨在实现对神经退行性疾病的更精准治疗和更有效分析。
我们的研究基于这样一个信念：复杂的健康挑战不能孤立解决。跨学科合作使我们能够从多个角度应对神经退行性疾病的毁灭性影响。
该团队位于NTU克利夫顿校区(Cliton Campus)的先进实验室，使用包括高速、高倍率视频设备在内的先进设施，这对观察性研究至关重要。我们的工作涵盖健康与福祉、医疗技术和先进材料等关键研究主题。
在厄兰达·罗斯柴尔德基金会(Eranda Rothschild Foundation)的资助下，ADP团队的当前研究围绕四个相互关联的项目领域展开，每个领域都针对痴呆症研究和新型治疗策略开发的一个关键方面。
项目领域
领域1：微生物在认知衰退中的作用
项目领域1重点研究微生物，特别是伯氏疏螺旋体(Borrelia)细菌和其他螺旋体(spirochetes)，在神经退行性疾病发作中的作用。假设是这些细菌释放的分子（例如导致莱姆病的细菌感染Borrelia）可能与人类大脑中参与阿尔茨海默病(AD)进展的蛋白质相互作用，促进β-淀粉样蛋白(amyloid-beta)在脑神经细胞间空间形成的团块（科学上称为斑块(plaques)）的形成，导致认知衰退。研究包括培养伯氏疏螺旋体细菌菌株、分离和表征其分泌物，并应用计算建模来识别具有潜在致病相互作用的分子。主要候选分子将在实验室中化学合成，并使用项目领域2开发的体外(in-vitro)血脑屏障(BBB)人体组织模型进行测试。
领域2：3D血脑屏障(BBB)模型
项目领域2旨在开发一个稳健、生理上准确的血脑屏障(BBB)体外(in-vitro)模型。传统的在平面上的2D组织模型在复制血脑屏障(BBB)复杂性方面存在局限，因此团队一直在创建一个3D"芯片上的血脑屏障"(BBB-on-a-chip)，使用嵌入微流控"器官芯片(organ-on-chip)"设备中的专有纳米级管状支架(scaffolds)。该模型反映了真实BBB的血管性质，实现了动态介质流动和屏障完整性的实时监测。团队还使用人内皮细胞、星形胶质细胞和周细胞，在支架的相对两侧共培养，以在设备中准确模拟BBB环境。这个NTU专利的创新平台将用于筛选治疗分子和验证药物递送策略，为NTU及以外的神经退行性疾病研究提供可扩展且无动物的替代方案。
领域3：非侵入性脑刺激
项目领域3探索使用非侵入性技术，包括**聚焦超声(FUS)和红光疗法(光生物调节, Photobiomodulation)来刺激大脑活动、改善药物递送和细胞再生。这些方法在动物模型中已经显示出逆转记忆丧失和减少淀粉样斑块的前景，但需要更多研究来更好地了解其工作原理。NTU团队正在开发一种与临床磁共振成像(MRI)**集成的FUS设备，旨在将这些技术与可装载治疗药物的纳米气泡结合使用，暂时使BBB的小区域通透，促进治疗药物到达特定作用部位。芯片上的血脑屏障模型将用于在进行体内(in-vivo)试验前测试和优化设置。团队还在开发一种光生物调节设备，据报道这种疗法可以促进细胞再生和组织修复，以加快FUS使用后BBB完整性的恢复。
领域4：干细胞衍生治疗
项目领域4研究人类干细胞(stem cell)衍生治疗在神经保护和再生方面的治疗潜力。间充质干细胞自然释放包含蛋白质、脂质和核酸的细胞外囊泡(EVs)。NTU团队已经确定了20多种具有潜在神经保护特性的候选分子，这些分子可以穿过血液到达大脑。这些潜在治疗药物将在芯片上的血脑屏障模型中进行验证，并整合到脂质纳米气泡等递送系统中。目标是开发能够绕过或穿越BBB并修复神经元损伤的靶向治疗，为治疗阿尔茨海默病(AD)和其他神经退行性疾病提供有前景的途径。
这些项目领域共同构成了理解和对抗神经退行性疾病的全面多学科方法。该项目整合了微生物学、生物工程、成像、药理学和干细胞疗法，具有强大的商业和合作潜力。NTU已经申请了专利并与行业合作伙伴合作，将这些创新转化为实际应用。最终目标是开发有效、非侵入性的治疗方法，可以常规使用以改善受阿尔茨海默病、痴呆症和帕金森病影响者的生活质量。
术语解释
Borrelia: 一组具有典型螺旋形的细菌，因此也被称为螺旋体(spirochetes)。它们主要因导致莱姆病和其他通过受感染的蜱虫或虱子叮咬而获得的疾病（如回归热）而闻名。
β-淀粉样蛋白斑块(Amyloid-beta plaques): β-淀粉样蛋白(Aβ)是一种在我们大脑中自然产生的小蛋白质。然而，在阿尔茨海默病发展过程中会产生过量的Aβ，导致Aβ在脑细胞外积累形成称为斑块的团块。这些斑块具有毒性，会随着时间推移损害大脑，导致神经退行性变。
血脑屏障(BBB): 血液和大脑之间的过滤器，阻止血液中潜在的毒素或病原体到达并损害大脑。它由三种主要细胞类型形成：形成血管壁的内皮细胞、包裹血管的周细胞和星形胶质细胞（支持神经元并确保大脑健康的星形细胞）。
In vitro: 指在实验室中进行的工作，活细胞在塑料容器（如培养皿或烧瓶）中生长，这些容器位于它们来源的活生物体之外。它与在活体动物模型或人体中进行的in vivo实验相反。
纳米纤维支架(Nanofibres scaffold): 由相互连接的纳米级线程形成的网状框架，为3D生长的细胞提供支持。我们可以将这些支架制成扁平状（如多层纳米纤维盘，BBB的细胞生长在相对两侧）或折叠成管状以更好地模拟血管的自然结构。
器官芯片(Organ-on-chip): 在实验室中模拟人体器官的创新设备。它们通常由透明柔性材料制成（提供一般结构支持）、允许液体通过芯片流动模拟血液的微小通道网络（微流控系统），以及人类细胞生长形成简化微型器官的生长室。它们正越来越多地被用作药物测试中动物实验的可行替代方案。
聚焦超声(FUS): 一种将声波集中到一点的技术，类似于放大镜对阳光的作用。集中的声束可以在焦点处加热/破坏细胞，而不会损害周围组织。这种非侵入性方法用于治疗体内的目标，如肿瘤，无需进行传统手术。在神经退行性疾病领域，FUS正在研究其针对特定大脑区域和可能减少淀粉样斑块形成的能力。
红光疗法(光生物调节, Photobiomodulation): 使用红光增强细胞能量、促进组织修复的非侵入性疗法。这种方法已用于多种应用，包括皮肤再生、缓解疼痛和加速受损组织的恢复。
磁共振成像(MRI): 允许获取软组织（如大脑或其他器官）详细图像的医学成像技术，主要用于诊断应用。与FUS相关，MRI用于引导光束并确保在针对大脑内所需位置时的准确性。
纳米气泡(Nanobubbles): 注入血液中不会造成任何损害的气体填充生物相容性球体。当应用FUS时，这些气泡在焦点处收缩和膨胀，暂时破坏BBB，允许药物通过并到达大脑。纳米气泡，尤其是基于脂质的纳米气泡，也可用作递送系统，通过血液运输药物，并设计为仅在目标部位释放治疗分子。
干细胞(Stem cells): 我们体内可以转变为多种不同类型细胞的细胞，使用称为分化的过程。间充质干细胞是一种特定类型的成体干细胞，位于骨髓、脂肪组织和脐带中，可以分化为骨、软骨、肌肉或脂肪细胞。它们已知具有神经保护潜力。
细胞外囊泡(EVs): 由体内所有细胞释放的小气泡状载体。它们携带各种分子（蛋白质、脂质、RNA），并被细胞用于相互交流。间充质干细胞释放大量EVs，其中一些内容物已知具有神经保护功能，这表明它们可能是治疗神经退行性疾病的新潜在治疗分子的来源。
【全文结束】
