研究发现，纳米颗粒通过血脑屏障的运输随着老年痴呆症和年龄的增长而增加

　　

　　

　　阿尔茨海默病等神经退行性疾病影响着全世界2.7亿多人。阿尔茨海默病是导致痴呆症的主要原因，由于海马体神经元萎缩，导致记忆丧失，海马体是大脑中调节学习和记忆的部分。

　　设计用于携带药物的纳米颗粒已经成为治疗不同疾病的一种策略，但在神经退行性疾病的背景下，大部分研究都集中在开发使纳米颗粒穿过血脑屏障并进入大脑目标区域的策略上。

　　在一项新的研究中，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的一个跨学科研究小组已经开发出纳米颗粒，能够选择性地结合激活的星形胶质细胞和小胶质细胞，介导阿尔茨海默病中的脑炎症，发现阿尔茨海默病和衰老都强烈影响纳米颗粒穿过血脑屏障并定位到海马体的能力。

　　血脑屏障由环绕大脑的血管网络组成，严密地控制着哪些分子(包括药物)可以进入大脑。血脑屏障使得携带药物的纳米颗粒很难进入大脑，尽管纳米颗粒可以防止药物在通过血脑屏障时被“冲走”或失去活性。然而，研究表明血脑屏障会随着AD和年龄的增长而减弱。

　　这启发了由化学和生物分子工程教授Joon Kong (M-CELS领导者/EIRH/RBTE)和分子和综合生理学副教授Hee Jung Chung (M-CELS)领导的研究小组，他们合成了一种纳米颗粒，可以利用这种受损的血脑屏障，并特异性地结合阿尔茨海默病患者海马中的反应性星形胶质细胞和小胶质细胞。

　　“我认为人们忽略了血脑屏障的血管通透性是如何随着阿尔茨海默病的病理变化而变化的，”Kong说。“我们认为，与其像其他人所做的那样，把肽或蛋白质放在纳米颗粒上，帮助它们穿透血脑屏障，不如让纳米颗粒足够小，使它们能够利用漏血脑屏障，并以一种稳定的方式留在大脑中。”

　　这些纳米颗粒被设计成与CD44结合，CD44是一种细胞表面蛋白，由反应性星形胶质细胞和小胶质细胞产生，而不是神经元，特别是在神经炎症期间，这是ad受影响的大脑区域(如海马体)的标志。Kong说，纳米颗粒与这些表达cd44的细胞结合的优势在于，纳米颗粒在海马体内保留的时间更长，而不是很快被冲走。

　　研究人员将寻找cd44的纳米颗粒注射到老年和年轻的阿尔茨海默病小鼠和健康小鼠中。然后，他们观察了治疗过程中海马体中纳米颗粒的分布。

　　在阿尔茨海默病小鼠的海马体中，他们发现了高浓度的纳米颗粒，与年龄无关，尽管老年阿尔茨海默病小鼠的浓度高于年轻阿尔茨海默病小鼠。研究人员表示，这是可以预测的，并进一步证明阿尔茨海默病患者的血脑屏障明显减弱。纳米颗粒不仅能够穿透血脑屏障，而且它们在海马体中保留的时间更长，注射后至少2小时，初步数据表明保留时间更长。

　　在健康的年轻老鼠的大脑中，没有发现纳米颗粒，这意味着它们的血脑屏障是完整的。然而，令研究小组惊讶的是，他们在健康的老年小鼠的大脑中发现了大量的纳米颗粒，这表明血脑屏障随着年龄的增长而显著减弱，即使在那些没有AD的小鼠中也是如此。

　　Chung说:“这一发现令人惊讶，因为这项研究中的老年小鼠相当于只有60岁左右的人类年龄。”“我们知道随着年龄的增长，血脑屏障会有一些渗漏，但我们认为纳米颗粒进入大脑的渗透程度会比我们发现的要少得多。”这突出表明，纳米颗粒穿过血脑屏障进入受阿尔茨海默病影响的大脑深部区域，存在年龄依赖性和疾病依赖性。”

　　孔教授实验室的研究生黄凯宇说:“这项研究提供了有价值的见解，有助于推进我们对衰老和阿尔茨海默病患者大脑中纳米颗粒运输的理解。”“这促使我们思考未来开发纳米级药物载体的策略，以靶向与衰老相关的大脑疾病不同阶段的发炎脑细胞。”

　　根据研究人员的说法，下一步是尝试在纳米颗粒中添加候选药物，看看它们是否能改善阿尔茨海默病小鼠模型的认知和记忆。

　　他们还计划测量他们的纳米颗粒能在大脑中保留多长时间，这可能有助于在未来为接受纳米颗粒治疗的患者提供更长时间和更一致的药物递送。研究小组希望这一发现将为未来如何设计药物载体来治疗大脑内外的疾病提供指导。

　　他说:“这项技术不仅适用于大脑，还可以用于治疗其他疾病，而不仅仅是脑部疾病。”“通过修改纳米颗粒的表面部分，我们可以直接针对不同的器官，因为我们知道这些器官内的特定目标。纳米颗粒在医学中的应用具有广泛和创新的应用。”

　　这篇论文发表在《纳米快报》杂志上。