Advanced Healthcare Materials: 可生物降解的面依赖型Mn₃O₄纳米颗粒用于改善帕金森病

帕金森氏病(PD)是世界上第二大流行的神经退行性疾病,据估计全世界有1000万人患此病。帕金森病的主要病理改变是多巴胺能神经元的变性和死亡;这导致纹状体多巴胺能神经元的丢失。清除活性氧(ROS)是缓解PD症状的有效策略。在正常水平下,ROS在许多生理过程中发挥关键作用,包括细胞信号转导和维持体内稳态。然而,细胞内ROS水平过高会引起氧化应激,导致细胞损伤;这被认为是神经退行性疾病(如PD)的最重要的过程之一。因此,清除过量ROS并修复受损细胞为我们治疗PD提供新的思路。近年来,具有天然类酶活性的催化纳米材料在模拟酶的功能方面引起了广泛的关注。这些催化纳米材料具有生物稳定性、低成本、多功能和易于合成的特点。锰是人类健康所必需的微量元素之一,具有良好的生物相容性,易于在生物体内降解,是金属酶的重要成分。

最近,江南大学孙茂忠研究员合成了三种由不同晶面包围的Mn3O4 NPs,它们可以通过清除过量的ROS来修复PD细胞模型中氧化应激后的细胞。结果表明,具有高表面能{103}晶面的Mn3O4纳米棒比{101}晶面的Mn3O4纳米球和{200}晶面的Mn3O4纳米立方体表现出更高水平的清除ROS的活性。同时,不同形貌的Mn3O4 NPs表现出不同的神经元保护效率,这是由于不同形貌的Mn3O4 NPs进入细胞时通过小窝蛋白介导的细胞摄取效率不同。细胞内大量纳米棒的积累表明细胞通过小窝蛋白途径摄取了大量Mn3O4纳米棒。最后,通过PD小鼠模型验证了Mn3O4纳米棒缓解帕金森症状的潜力。

值得注意的是,Mn3O4纳米棒成功降低PD小鼠脑脊液中α-syn的含量,改善小鼠的认知功能,并在体内表现出了良好的生物降解性。这项研究对我们理解不同晶面纳米材料的酶活性具有重要意义,同时证明了纳米材料在神经退行性疾病临床治疗中的潜力。

通讯作者简介

孙茂忠(Maozhong Sun),江南大学研究员,博士生导师。江苏省优秀博士学位论文获得者,入选中组部万人计划“青年拔尖人才”,中国化学会“青年人才托举工程”。课题组研究方向为手性纳米材料的精准合成及其生物分析。在自组装手性纳米材料构筑、基础性质研究及其在食品安全检测领域取得显著成果,针对高灵敏高特异性的手性纳米传感技术的设计制备及其应用展开大量工作。

论文信息:

Facet-dependent Biodegradable Mn3O4 Nanoparticles for Ameliorating Parkinson’s Disease

Zhuojia Xu, Aihua Qu, Weiwei Wang, Meiru Lu, Baimei Shi, Chen Chen, Changlong Hao, Liguang Xu, Maozhong Sun*, Chuanlai Xu, Hua Kuang

Advanced Healthcare Materials

DOI:10.1002/adhm.202101316

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adhm.202101316