一种微小的金属花状纳米颗粒可能为阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病患者带来新的希望。
这是来自德克萨斯农工大学(Texas A&M University)研究人员的结论。他们发现,这种被称为“纳米花”的结构能够保护并修复脑细胞。
其作用机制是通过促进线粒体的健康与更新——线粒体常被称为“细胞的动力工厂”,负责将食物转化为能量。
虽然这一过程对生命至关重要,但线粒体在运作过程中也会产生废物,包括所谓的“活性氧物种”(reactive oxygen species),这些物质可能损害细胞。
这一发现可能为神经系统疾病的治疗开辟新路径,这些疾病的根本病因在于线粒体功能障碍和氧化应激,而非仅仅是症状管理。
研究负责人、生物化学教授德米特里·库罗夫斯基(Dmitry Kurouski)在接受《新闻周刊》采访时表示:“我们预计这种药物可以逆转神经元损伤,从而逆转神经退行性病变。”
阿尔茨海默病是最常见的神经退行性疾病,其次是帕金森病,因此人们迫切期待新的治疗方法。
根据阿尔茨海默病协会的数据,目前美国有超过700万人患有阿尔茨海默病,预计到2050年这一数字将上升至近1300万。
与此同时,美国帕金森基金会的数据显示,目前美国约有110万人患有帕金森病,预计到2030年将上升至120万人。
库罗夫斯基表示,除了可能帮助对抗阿尔茨海默病和帕金森病之外,“重要的是要指出,在其他病理中也可能出现类似的逆转效应,包括急性脑损伤和脊髓损伤。”
在他们的研究中,库罗夫斯基及其同事在实验室培养皿中探索了纳米花对大脑神经细胞(即“神经元”)及其支持细胞——星形“星形胶质细胞”的影响。
在治疗24小时内,研究团队观察到活性氧物种(ROS)水平“显著”下降,同时显示出线粒体功能改善的迹象。
库罗夫斯基解释说:“即使在健康细胞中,也会出现一定程度的氧化应激。但纳米花似乎能够微调线粒体的表现,最终将这些有毒副产物的水平几乎降至零。”
在评估了纳米花对单个细胞的影响后,研究人员进一步测试了这些纳米花对整体生物体的影响——具体来说,是一种常用的神经科学研究模型生物——秀丽隐杆线虫(C. elegans)。
研究团队发现,平均而言,接受特定类型纳米花治疗的线虫比未接受治疗的线虫存活时间延长了数天(通常寿命约为18天),并且在生命早期阶段死亡的可能性更低。
库罗夫斯基在一份声明中表示:“这些纳米花在显微镜下看起来很美,但它们在细胞内部的作用更加令人印象深刻。通过改善脑细胞的健康,它们有助于解决长期以来在治疗上难以突破的神经退行性疾病的关键驱动因素。”
在进行人体临床试验之前还需要进一步研究,库罗夫斯基表示他计划在更复杂的动物模型中进行后续研究。
研究团队还在探索与临床应用相关的实际问题。
库罗夫斯基表示:“我们目前正在寻找最佳的给药方式。我们预计鼻腔喷雾将是最佳解决方案。”
这位生物化学家强调,他非常重视确保纳米花的安全性、有效性及其明确的作用机制。但他总结道,他认为这种纳米花有可能成为一种“新的治疗类别”,具有“巨大的潜力”。
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