腦神經元線粒體靶向膠束在減輕氧化應激延緩阿爾茲海默癥的應用
瀏覽次數:2304 發布日期:2020-4-15
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【VISQUE應用案例】2.腦神經元線粒體靶向膠束用于減輕氧化應激延緩阿爾茲海默癥
編輯:Biotimestech-Leo
線粒體功能障礙是阿爾茲海默病(AD)的早期病變,可用來指示AD的發生和發展,因此可以作為AD早期病變的有效藥物作用靶點,中樞神經元中的線粒體比非神經元細胞更容易受到氧化損傷,因此,如何將抗氧化劑特異性遞送到受損的中樞神經元線粒體中,是對AD治療效果的關鍵。本文中,作者制備了神經細胞粘附分子(NCAM)模擬肽C3和三苯基膦陽離子TPP共修飾的PEG-PLA膠束——CT-NM,包載了白藜蘆醇的CT-NM可以有效減輕神經細胞的氧化應激反應,保持線粒體分裂和融合的動態平衡。這種靶向的膠束通過上調去乙酰化酶1的表達,減少淀粉樣沉積物以及Tau蛋白過度磷酸化,抑制了小膠質細胞的增值,保護了突觸,并最終使APP/PS1轉基因鼠的認知功能恢復到野生型小鼠水平。實驗證明通過靶向遞送抗氧化劑,逆轉神經元細胞線粒體功能障礙,可以有效延緩AD的發生和發展,為AD的治療提供了一種新的思路。
Figure 1.(a)使用NCAM模擬肽C3和TPP共修飾膠束用于逆轉線粒體功能障礙的模擬圖;(b)NCAM在不同細胞系中的表達;(c)未修飾以及C3或者配合TPP單獨修飾后的膠束和兩者同時修飾后的膠束的尺寸分布和電動電勢;(d)不同的白藜蘆醇包載的膠束的特征;(e)四種不同膠束的電鏡圖像;(f)CT-NM的臨界膠束濃度;(g)四種膠束和神經細胞HT22在37℃孵育48h,得到體外毒性數據;
Figure 2.具有神經細胞線粒體靶向的CT-NM。活體注射NM/DiR,T-NM/DiR,C-NM/DiR,以及CT-NM/DiR后一小時的活體成像圖(a)和腦部的平均熒光強度(b);在APP/PS1轉基因小鼠皮下注射CT-NM/Cou-6(0.5mg Cou-6/kg)后使用激光共聚焦顯示CT-NM在海馬(c)和皮質(d)中的分布;(e)不同時間培養后Cou-6負載的CT-NM在Neuro-2a中的熒光分布圖;(f)8h培養后的不同的Cou-6負載的膠束在Neuro-2a中的熒光分布;
總結:
作者發現了一種用白藜蘆醇包載的可以靶向神經細胞線粒體的膠束(CT-NM/Res)。高濃度的白藜蘆可以將CT-NM/Res靶向遞送進腦部細胞的線粒體來有效清除線粒體的ROS從而減少氧化應激反應。CT-NM/Res可以重新平衡線粒體的分裂和融合,減少Aβ的沉積和Tau蛋白的磷酸化,并上調SIRT1的表達,減少神經膠質的增多和炎癥反應,降低神經元的損傷和突觸的受損,并修復APP/PS1轉基因鼠的記憶功能。
文章的第一作者為復旦大學藥學院楊鵬碩士,復旦大學藥學院的張奇志教授和陸偉教授為該文章的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金(81473150 、81273461),國家自然科學基金重點項目(81690263)和上海市自然科學基金(19ZR1406200)的支持。
論文鏈接:
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.119844
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