阿尔茨海默病（AD）是一种常见于老年人群的神经退行性疾病，患病者会逐渐丧失记忆和认知功能。随着人口寿命的增加、全球老龄化加剧以及缺乏有效的预测和治疗手段，阿尔茨海默病患者的数量更是呈指数式增长。预计到2050年，全球患者人数将达1.154亿。阿尔茨海默病的发病原因目前众说纷纭，详细发病机制尚不清楚。其病理学主要标志是细胞外的Aβ淀粉样蛋白斑块和细胞内Tau蛋白引起的神经纤维缠结。因此抑制Aβ淀粉样蛋白和Tau蛋白聚集被认为是治疗阿尔茨海默症的一大策略，也是目前的研究热点。
近日，国家纳米科学中心唐智勇研究员和哈尔滨工业大学刘绍琴教授设计和合成了手性L-和D-谷胱甘肽保护的3.3 nm金纳米粒子（标记为L3.3和D3.3）以阻断Aβ的聚集。研究发现D3.3相对于L3.3与Aβ42之间的结合力更强，对Aβ42聚集有更好的抑制效果（图1a）。D3.3和L3.3经过尾静脉注射的方式能顺利通过小鼠的血脑屏障，并且相比于L3.3，D3.3通过血脑屏障的效率更高（图1b）。此外，手性金纳米粒子没有给小鼠造成明显的毒性（图1c）。
图1.手性金纳米粒子可抑制Aβ42聚集，通过血脑屏障，无明显毒性。
最后，研究人员对阿尔茨海默症模型小鼠进行每周一次共四周的给药后，进行了水迷宫实验以探究阿尔茨海默症模型小鼠的行为学变化（图2）。实验结果表明未给药的阿尔茨海默症模型小鼠经过五天平台的学习训练后，第六天（寻找平台）在目标象限花费的时间最短，穿越平台次数最少，并且运动轨迹仍然是“边缘型”，这些结果说明阿尔茨海默症模型小鼠的学习和记忆功能严重下降。L3.3给药组相对于未给药组，其行为学在统计学上没有显著变化。而D3.3给药组的阿尔茨海默症模型鼠表现出更短的潜伏期，其在目标象限寻找的时间和穿越平台的次数都明显增加，并且运动轨迹为“趋向式”，这些结果表明D3.3显著地改善了阿尔茨海默症模型小鼠的记忆缺陷。
此课题探究了手性金纳米粒子表面手性对Aβ42聚集的影响以及在活体水平上考察了手性金纳米粒子的治疗效果，本研究可能对发展手性纳米药物治疗阿尔茨海默症提供了思路。相关论文发表在国际期刊Nature Communications，第一作者为侯珂博士。
Chiral gold nanoparticles enantioselectively rescue memory deficits in a mouse model of Alzheimer’s disease
Ke Hou, Jing Zhao, Hui Wang, Bin Li, Kexin Li, Xinghua Shi, Kaiwei Wan, Jing Ai, Jiawei Lv, Dawei Wang, Qunxing Huang, Huayi Wang, Qin Cao, Shaoqin Liu, Zhiyong Tang
Nat. Commun., 2020, 11, 4790, DOI: 10.1038/s41467-020-18525-2
https://www.x-mol.com/university/faculty/23158
https://www.x-mol.com/university/faculty/66108
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