Nature Aging | 江南大学匡华/徐丽广/胥传来开发阿尔茨海默症潜在治疗新策略

阿尔茨海默病(AD)的特征是大脑中淀粉样蛋白-β积聚和过度磷酸化的tau聚集，以及神经炎症。肠脑轴通过调节代谢活动、神经免疫功能和感觉神经元信号传导而成为神经退行性疾病的治疗靶点。

2023年11月9日，江南大学匡华、徐丽广及胥传来共同通讯（郭晓为该论文的第一作者）在Nature Aging 在线发表题为“Chiral nanoparticle-remodeled gut microbiota alleviates neurodegeneration via the gut-brain axis”的研究论文，该研究揭示了口服手性金纳米颗粒与AD小鼠肠道微生物群之间的相互作用。

口服手性金纳米颗粒通过改变肠道微生物组组成和增加肠道代谢物吲哚-3乙酸(与年龄匹配的对照组相比，血清和脑脊液中的吲哚-3乙酸含量较低)，恢复AD小鼠的认知能力，改善淀粉样蛋白-β和过度磷酸化的tau病理。口服吲哚乙酸能够穿透血脑屏障，减轻AD小鼠的认知能力下降和包括神经炎症在内的病理。这些发现为改善神经炎症和治疗神经退行性疾病提供了一个有希望的治疗靶点。

阿尔茨海默病(AD)是一种与年龄相关的神经退行性疾病，由大脑中淀粉样蛋白-β (Aβ)沉积、过度磷酸化的tau (p-tau)斑块和神经炎症引起。神经退行性疾病与肠道微生物群改变有关，这表明肠道微生物群可能通过肠-脑轴影响脑功能和疾病进展。通过转化饮食因素，微生物产生的代谢物可以影响肠-脑通讯。例如，某些肠道微生物将饮食中的酪氨酸转化为4-乙基苯酚，这会影响大脑中少突胶质细胞的功能和髓鞘的形成，最终导致类似焦虑的行为。宿主的生理也受到其他肠道细菌代谢物的影响，如短链脂肪酸、N6 -羧甲基赖氨酸、吲哚-3丙酸、吲哚-3乙酸(IAA)和烟酰胺核苷。肠道微生物群与神经退行性疾病之间的远距离相互作用可能为治疗这些疾病提供理论基础。

其他干预措施，如饮食调整、益生菌和各种分子，可以进一步积极改变肠道微生物群的组成和多样性。虽然这种相互作用带来了相当大的挑战，包括它们的有效性和安全性，但这种策略为通过对宿主的直接作用来改善相关疾病提供了独特的见解。一些药物的口服递送受到一些负面因素的限制，如胃中的酸性条件和肠上皮的低通透性。因此，开发能够克服这些生理挑战的适用材料已成为研究的主要领域。

IAA抑制神经炎症的途径（图源自Nature Aging ）

最近的一些研究报道了具有高热活性的等离子体纳米粒子(NPs)的制备、组装和检测，以及手性NPs4的生物效应，包括免疫应答、神经干细胞分化、细菌抑制和酶模拟。据报道，3.3 nm的金NPs在静脉给药后穿过血脑屏障，抑制Aβ聚集而无明显毒性。与静脉给药相比，口服给药无创、简单、方便，更容易被接受。目前正在开发的口服给药技术包括分子修饰和仿生NPs。然而，人们对它们对复杂的肠道微生物群的影响知之甚少。

该研究探索手性Au NPs通过与肠道微生物群的相互作用来改善AD的贡献。在微生物群及其代谢物中发现了显著的对映体依赖性变化，并通过一系列验证实验证实了这些代谢物的功能。一种关键的肠道代谢物IAA通过激活AD小鼠芳烃受体(AHR)来减少神经炎症信号，改善认知功能并减弱病理过程。总之，这一发现为应用手性纳米材料通过肠-脑轴进行小分子探索铺平了道路，以满足广泛的生物医学需求。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s43587-023-00516-9

转自：“iNature”微信公众号

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