江南大学匡华团队发现手型纳米颗粒促使神经干细胞分化，缓解阿尔茨海默病

在过去的几十年里，随着人们预期寿命的延长，阿尔茨海默病及相关痴呆（Alzheimer's disease and related dementias，ADRD）的流行率不断上升。2016年，全球ADRD的患病人数为4380万，比1990年的2020万增加了117%。由ADRD导致的死亡人数也从增加了148%，此外，ADRD成为2016年全球第三大伤残调整寿命年（DALY）来源，占所有年龄人口DALY的1.2%。

尽管阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）的疾病负担令人担忧，且仍然以惊人的速度增加，但是目前对于AD的治疗手段仍然十分有限。目前主要的治疗药物多是间接改善患者认知功能、缓解精神症状，少有直接靶向AD病因（异常的Aβ、磷酸化Tau蛋白沉积）的药物，且这些药物可能伴有包括肝损伤在内的不同程度的副作用。

神经干细胞（Neural Stem Cells，NSCs）具有多向分化潜能。移植外源性的NSCs，或者充分调动体内的NSCs，使其替代或修复原有的神经元功能，有望治疗中枢神经系统退行性病变。

手性纳米颗粒（nanoparticles，NPs）具有特殊的光学信号响应作用，且具有较好的生物相容度，可以被细胞内吞，进而调控包括细胞表面离子通道在内的生命活动。

近日，江南大学食品学院生物界面与生物检测研究所匡华教授、孙茂忠研究员团队在 Advanced Science 期刊发表了题为：Chiral Nanoparticles Force Neural Stem Cell Differentiation to Alleviate Alzheimer's Disease 的研究论文。

该研究发现，在培养基中添加手性纳米颗粒，并同时照射圆偏振光（circularly polarized light），可以大幅促使小鼠神经干细胞向神经元方向分化，降低阿尔茨海默病模型小鼠脑脊液中的病理蛋白水平，改善空间认知能力。这项新发现有望为阿尔茨海默病的干细胞治疗提供新思路。

成体神经干细胞（NSCs）主要分布在海马区域颗粒下层、脑室下区，具有自我更新、分化、迁移潜能。该研究发现，NSC与手性纳米颗粒（NPs）共培养，同时照射圆偏振光，可上调NSC神经元特异基因的表达水平，促进NSC向神经元方向分化。并且，这一促分化作用在L-type NPs+左旋圆偏振光组更加明显。

不同条件下NSC的转录因子表达水平差异

不同条件下，NSC的神经元标记物Map2、c-Fos表达含量差异

论文通讯作者匡华教授认为，在有圆偏振光（CPL）光照的情况下，手性NPs可以促使NSC向神经元方向分化，具体体现为：细胞突触生长、神经元相关蛋白表达含量升高、出现典型的钙离子通道活性。关于L-NPs的促分化作用强于D-NPs，匡华教授认为这可能与L-NPs更易被NSC内吞入胞有关，也可能是L-NPs具有相对更强的生物活性。

为进一步验证手性NPs联合偏振光照射的治疗效果，匡华团队使用PrP-HAPP/hPS1双转基因阿尔茨海默病模型小鼠，探究手性NPs联合偏振光照射在动物模型上的治疗效果。

从组织学层面评估，手性NPs联合原偏振光照射治疗，显著降低了小鼠脑脊液及海马区域的Aβ、p-tau蛋白含量，提高了小鼠海马区域神经元数目，改善了神经元功能。

手性NPs联合偏振光，降低了AD模型小鼠病理蛋白表达量，促进神经元恢复

从行为学层面评估，在水迷宫实验中，手性NPs联合圆偏振光照射治疗，显著降低了AD小鼠确定平台位置所需的时间，提高了撤去平台后AD小鼠在原平台所在象限的停留时间与经过原平台所在位置的次数。

不同处理组小鼠水迷宫实验结果

匡华教授表示，目前的阿尔茨海默病治疗药物，往往生物利用率低，且难以透过血脑屏障作用于中枢神经。相比较于外源药物，如果能够调动NSCs，以一种相对温和的方式持久调控中枢神经系统，直接有效地改善神经元功能，那么这不失为一种治疗阿尔茨海默病的新方向。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202202475

转自：“生物世界”微信公众号

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