聚多巴胺复合纳米体系用于调节Aβ和神经炎症间循环以对抗阿尔兹海默症的研究

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阿尔兹海默症(AD)是老年人中最常见的神经退行性疾病,以记忆力衰退和认知障碍为主要特征。现在清楚的是,小胶质细胞可能在AD中扮演着关键性的角色。大脑中β-淀粉样蛋白(Aβ)的异常聚集和积累会通过多种途径促使小胶质细胞向M1型极化,释放出大量的促炎性细胞因子和毒性神经介质,诱发神经炎症;而这些物质会通过负反馈通路来加速Aβ积累,最终在Aβ和神经炎症之间形成了一个恶性循环,致使神经元凋亡和大脑环境失调。研究表明,过量生成的活性氧物种(ROS)是促进Aβ和神经炎症相互作用的重要信号分子。因此,通过降低脑部ROS水平,同时促进小胶质细胞功能正常化或解聚Aβ纤维,被认为是打破Aβ和神经炎症间循环的有效策略。基于AD发病进程的特点,本文开发设计了两种用于打破Aβ和神经炎症间循环的纳米体系,分别针对AD早期和中晚期治疗。本文分为以下三章:第一章:综述了AD的全球影响,包括患病率,发病率,成本和趋势分析;总结了AD的相关致病假说;介绍了治疗AD的药物和方法以及血脑屏障(BBB)的基本结构和功能;概括了纳米体系在抗AD中的最新研究进展。第二章:针对AD早期Aβ沉积还不多,小胶质细胞功能未严重受损的特点,设计合成了一种具有类天然抗氧化酶活性的硒-聚多巴胺纳米体系(Se@PDA@Bor)。研究表明,Se@PDA@Bor具有广谱的抗氧化活性,可以有效清除多种类型的ROS和活性氮物种(RNS),保护神经细胞免受Aβ或H2O2诱导的氧化损伤。Se@PDA@Bor还可以调节小胶质细胞极化状态,展现出良好的抗炎效果。更为重要的是,Se@PDA@Bor能够顺利透过血脑屏障到达脑部,首先通过缓解脑部氧化应激和神经炎症,促进小胶质细胞功能正常化,重塑小胶质细胞微环境,进而吞噬早期沉积的Aβ,最终改善了AD模型鼠的记忆力缺陷和行为执行能力障碍。第三章:针对AD中晚期Aβ沉积多,小胶质细胞功能严重受损的特点,设计合成了一种具有良好光热转换性能的聚多巴胺-钌纳米体系(PDA@Ru)。通过将纳米钌分散到PDA的骨架中,同时增强了PDA的光热性能和类过氧化氢酶活性。研究表明,PDA@Ru可以在较低功率近红外光(NIR)辐射下产生热量以促使成熟的Aβ纤维去稳定化;不仅如此,PDA@Ru还具有一定的抗氧化活性,因而能够显著降低Aβ纤维介导的神经毒性。PDA@Ru+NIR首先通过热降解了AD模型鼠脑部沉积的Aβ纤维,为小胶质细胞减轻了负担,进而缓解了神经炎症,最终打破了Aβ和神经炎症间的恶性循环。本研究为治疗蛋白质错误折叠引起的神经退行性疾病提供了新的见解。
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