作为锂载体的微小金粒子可以鼻喷剂的形式直接递送到大脑。这一新型纳米技术设备由罗马天主教大学罗马校区/阿戈斯蒂诺·杰梅利大学综合医院基金会IRCCS的科学家开发，可用于神经精神和神经退行性疾病的治疗和预防。
锂已用于双相情感障碍（躁郁症）的临床治疗，但口服制剂并非没有副作用。它被用来对抗双相情感障碍等神经精神疾病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病，以及由1型单纯疱疹病毒引起的脑部感染——最近的多项研究已将其与神经系统疾病风险增加联系起来。
这项已在《先进材料》期刊发表并获得专利的创意，源于一项研究。该研究证明，通过鼻内给药的金纳米粒子递送锂，可以直接抑制在这些疾病发展中起关键作用的酶（糖原合成酶激酶-3β，GSK-3β）在大脑中的活性。
研究团队由以下人员领导：罗马天主教大学/阿戈斯蒂诺·杰梅利大学综合医院基金会IRCCS的生理学副教授罗伯托·皮亚琴蒂尼；萨莱诺大学的无机化学副教授安东尼奥·布奥内尔巴；萨莱诺大学的无机化学正教授阿尔方索·格拉西；以及罗马天主教大学/阿戈斯蒂诺·杰梅利大学综合医院基金会IRCCS的生理学教授兼神经科学系主任克劳迪奥·格拉西。
这种创新的治疗方法能达到与口服锂相同的效果，但使用显著更低浓度的锂离子，并将其特异性地靶向大脑，从而降低了副作用的风险。
在这项研究中，研究人员证明了这种新型纳米技术设备在抑制海马体中GSK-3β酶活性以及恢复实验性阿尔茨海默病模型中已经受损的记忆方面的有效性，且在治疗动物中没有出现不良事件。
目前正在进行研究，以验证该设备的其他应用领域并完成其安全性评估，以便尽快推进其临床应用。
GSK-3β、锂和金纳米粒子
GSK-3β是一种对许多细胞功能至关重要的酶：据估计，这种激酶作用于100多种蛋白质，它是一种分子机器，将化学基团（磷酸基）附着到其他分子上，从而改变其功能。因此，这种酶的异常激活可能导致靶蛋白功能障碍，并促进各种疾病的发生。
在阿尔茨海默病等神经退行性疾病或双相情感障碍等神经精神障碍的情况下，观察到GSK-3β酶的过度激活，这又涉及关键蛋白（如tau蛋白）以及Wnt/β-catenin通路的异常激活——该通路与各种病毒（如1型单纯疱疹病毒和SARS-CoV-2）的侵入有关。因此，控制大脑特定区域中这种酶的激活可能有助于对抗这些疾病的发生。
锂是GSK-3β的强效抑制剂。需要用来对抗负责神经退行性疾病或影响中枢神经系统的病毒感染的分子机制的锂浓度，高于从风险/效益比角度考虑可接受的浓度，这大大限制了该药物的治疗应用。
皮亚琴蒂尼教授解释道："我们的挑战是开发一种设备，使我们能够利用锂的治疗潜力而不引起不良反应，并且能够以靶向特定部位的方式给药，避免全身给药。"
布奥内尔巴教授补充道："金纳米粒子是这种策略的最佳工具。它们可以用谷胱甘肽进行功能化，一方面促进易于进入细胞的聚集体的形成，另一方面允许分子或离子（如锂）结合。一旦纳米粒子聚集体进入细胞，它们就会被分解，锂被释放到细胞中，从而以低剂量给药就能获得该离子的有效治疗浓度。"
皮亚琴蒂尼教授继续说道："此外，鼻内给药是直接靶向大脑并绕过全身循环的优选途径，从而优化了我们纳米设备的安全性。金是一种惰性金属，在生物系统中已被证明是无害的，通过肾排泄消除，限制了其在长期重复给药后在大脑中的积累。"
安东尼奥·布奥内尔巴教授表示："这种新型药物载体的多功能性非凡。所开发的纳米粒子可以装载不同的药理活性成分，并能够逃避生物细胞防御，使其能够靶向运输到特定的生理活性部位。"
第一作者朱莉娅·普利亚蒂博士解释道："在这项工作中，我们已经证明，5天的用谷胱甘肽功能化并涂覆锂（称为LiG-AuNPs）的金纳米粒子给药可以显著抑制小鼠海马体中GSK-3β激酶的活性，并且相同治疗重复两个月会导致阿尔茨海默病小鼠模型表现出的记忆缺陷显著改善，这在行为和分子水平上都得到了分析。"
迈向新的治疗可能性
克劳迪奥·格拉西教授强调："到目前为止，基于锂的药物被广泛用于神经精神疾病的治疗，但不幸的是，它们并非没有显著的副作用。以片剂形式口服，锂通过血液到达大脑，因此最终对肾脏和甲状腺等其他器官产生毒性作用。"
"通过金纳米粒子辅助，以'靶向大脑'的方式给予低剂量锂离子，实现在神经细胞中达到有效浓度，这对于开发新的、更安全的患者治疗方法是一项重要创新。"
"我们相信，我们的纳米技术工具能够促进新的治疗方法的发展，不仅适用于精神障碍，也适用于脑中GSK-3β活性改变起关键作用的神经退行性和病毒性疾病。"
阿尔方索·格拉西教授总结道："最后，我们的纳米粒子可以非常容易地合成，这简化了生产过程，保持了未来不久可能投放制药市场的产品的制造成本低廉。"
更多信息：Antonio Buonerba等人，《锂充电金纳米粒子：锂递送和糖原合成酶激酶3活性调节的新有力工具》，《先进材料》(2025)。DOI: 10.1002/adma.202513858
期刊信息：《先进材料》
提供方：罗马天主教大学
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