在德州农工大学农业与生命科学研究学院生物化学与生物物理学系，查尔斯·米切尔（Charles Mitchell）博士生与研究专家米哈伊尔·马特维延科（Mikhail Matveyenka）在德米特里·库罗夫斯基（Dmitry Kurouski）副教授的指导下进行了一项研究，研究成果发表在《生物化学杂志》上。研究显示，一种被称为“纳米花”的金属花瓣状纳米粒子可以通过促进线粒体的健康和更新来保护和修复脑细胞，而线粒体是细胞中负责产生能量的重要细胞器。
库罗夫斯基表示：“这些纳米花在显微镜下看起来非常美丽，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状况，它们有助于解决长期以来在神经退行性疾病治疗中难以突破的关键驱动因素。”
线粒体通常被称为“细胞的动力工厂”，负责将食物转化为细胞可用的能量。然而，像任何能量系统一样，它们在运作过程中会产生一些废物，包括增加的活性氧物种（ROS）——如果管理不当，这些不稳定的分子可能损害细胞。
为了评估纳米花的治疗潜力，库罗夫斯基的团队测试了两种纳米花对神经元和称为星形胶质细胞的支持脑细胞的影响。在治疗24小时内，他们观察到活性氧物种水平显著下降，同时线粒体完整性和数量也有所改善。
库罗夫斯基表示：“即使在健康的细胞中，一些氧化应激也是预期之内的现象。但纳米花似乎能精细调节线粒体的性能，最终几乎完全降低了其有毒副产物的水平。”
在细胞培养实验之后，研究人员进一步在秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）中评估了纳米花的效果，这是一种在神经科学研究中广泛使用的模式生物。实验显示，接受其中一种纳米花处理的线虫存活时间比未处理的线虫长几天，而未处理线虫的平均寿命约为18天。接受处理的线虫在生命早期阶段的死亡率也较低，这进一步表明了纳米花的神经保护潜力。
展望未来，库罗夫斯基计划在更复杂的动物模型中开展毒性和分布研究，这是进入临床试验前的关键步骤。
尽管经过数十年的研究，有效的神经保护药物仍然难以获得。目前大多数神经退行性疾病的治疗方法都依赖于症状管理，而不是解决细胞损伤的根本原因。然而，库罗夫斯基认为，通过直接靶向线粒体健康和氧化应激，纳米花可能提供一种创新的治疗方式。
他的团队最近与德州农工大学创新中心合作，为纳米花在神经保护治疗中的应用提交了专利申请，并计划与德州农工大学医学院合作，进一步研究其在中风、脊髓损伤和神经退行性疾病治疗中的作用。
库罗夫斯基表示：“我们认为这可能成为一类新的治疗药物。我们希望确保其安全、有效，并具有明确的作用机制。但基于目前的观察，纳米花具有巨大的潜力。”
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