Advanced Materials:基于黑磷纳米片构建的高效快速治疗抑郁症的研究

抑郁症是导致伤残和自杀的主要原因,全球范围内影响超过3亿人。然而,常见的抑郁症治疗药物通常需要1个月甚至几个月的时间才能达到抗抑郁的效果。因此,迫切需要改进治疗方法来缩短起效时间。随着多学科纳米医学和纳米生物技术的快速发展,各种纳米载体被开发用于疾病的诊断和治疗。其中,一种非金属层状半导体黑磷 (BP)纳米片,由于其优异的生物相容性,良好的生物降解性,近红外 (NIR)诱导的光热效应和药物负载特性,最近引起了广泛关注。值得注意的是,很少有研究关注BP纳米片对神经和精神疾病的治疗作用。

BP纳米片是否可以提高抑郁症等精神疾病的治疗效果尚没有研究。有鉴于此,南昌大学化学学院2018级硕士研究生金丽果,在南昌大学王小磊教授(医用材料方向),张文华助理研究员(精神疾病方向)以及胡萍助理研究员(药物研究方向)的共同指导下,设计了一种基于BP纳米片的药物释放系统,并研究了负载氟西汀 (Fluoxetine, Flu)的BP纳米片的抗抑郁作用。(注:氟西汀是临床上广泛应用的抗抑郁药物。)首次证明了BP-Flu-NIR可缩短抑郁症的治疗时间,具有很大的临床应用前景。相关论文在线发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201906050)上。

本项研究分四个层次完成。首先,通过溶血实验、CCK-8细胞毒性实验和活死细胞实验等证实了黑磷纳米复合材料的生物相容性优异。此外,使用Cy5-PEG标记的BP纳米片 (Cy5-PEG-BP)来检测大脑中的荧光,发现在近红外激光照射下,Cy5-PEG-BP纳米片处理的小鼠脑内荧光强度明显更高,证实BP纳米片的光热效应还可以提升Flu通过血脑屏障 (BBB)的能力。随后,通过慢性不可见应激建立小鼠抑郁模型,再进行不同的治疗,利用糖水偏好测试、强迫游泳测试、悬尾测试等行为学测试结果证明,与传统的Flu治疗需要至少4周时间相比,808 nm激光照射的BP-Flu可以明显缩短近1倍的治疗时间。最后,通过测量细胞生化和生理变化,发现用BP-Flu-NIR治疗两周后,能够诱导抗抑郁样细胞变化,包括增加海马中脑源性神经营养因子 (BDNF)表达,降低杏仁核中投射神经元的兴奋性突触传递和内在兴奋性,而单独使用Flu治疗两周无效。这一系列实验结果表明BP-Flu-NIR是一种快速有效且毒性较低的抗抑郁药物策略。