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新型活性氢缓释纳米药物治疗老年痴呆症

来源:纳米气体医学 氢思语 编辑:James&Ani 时间:2019-02-04 08:36:40

2019年1月,深圳大学医学部何前军教授课题组带领的“先进纳米药物课题组”与深圳大学生命与海洋科学学院都秀波副教授所在的“化学生物学课题组”合作,研发了一种新型“活性氢缓释纳米药物”,用作阿尔茨海默症(AD, 又称老年痴呆)的治疗。

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该研究设计并开发了一种小尺寸的氢化钯纳米颗粒,用于活性氢的大量负载及在AD病灶部位原位持续释放。由于钯的催化作用,从氢化钯纳米颗粒释放的氢显示出高度生物还原性,可以高效清除AD病灶中过度表达的羟基自由基(∙OH)。研究人员使用转基因AD模型细胞和模型动物,初步验证了活性氢对阿尔茨海默症的治疗效果,并揭示了其治疗机制。该研究为阿尔茨海默症的治疗开辟了新的途径,同时对于促进氢分子医学的发展有着积极的意义,相关研究成果近期发表在国际顶级期刊《Biomaterials》上,详见:Sustained release of bioactive hydrogen overcomes Alzheimer's disease, Biomaterials, 2019, 197, 393. 

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目前全球已有超过5000万AD患者,且其患病人数逐年递增,每20年翻一倍。在过去的30年里,世界诸多制药公司已投入数千亿美元用于AD药物开发,并有一千多种药物进入临床实验,然而遗憾的是,到目前仍未发现能够有效逆转AD的药物。其主要原因在于AD的发病机制复杂,且发病周期较长。氧化应激和线粒体功能障碍是AD的早期事件,严重影响AD的Aβ和Tau病理。氢气作为一种具有高度生物安全性的内源性气体分子,可以选择性清除高毒性的活性氧(如∙OH),从而消除氧化应激;此外氢气具有高的扩散性,可以很容易进入线粒体等亚细胞器。然而,由于其溶解度较低,目前尚无有效途径可以实现氢在AD脑中的持续释放及有效积累。

针对这一难题,研究人员设计了一种小尺寸的氢化钯(PdH)纳米粒子作为氢的高效载体,首次实现了在AD脑部原位持续释放高还原性氢,选择性地清除了AD脑中高细胞毒性的∙OH。结果表明:PdH通过清除∙OH,有效改善了受损神经元的线粒体功能,并促进神经元细胞能量代谢,抑制了神经元细胞凋亡。此外,PdH通过清除∙OH,进一步抑制了APP、BACE1和sAPPβ的过度表达,并因此减少了AD脑中Aβ的过度生成,从而阻断了AD的进展。经过PdH治疗的AD小鼠,其行为能力、认知障碍、突触缺陷和神经元凋亡都得到了显著改善。进一步的生物安全性研究结果表明:PdH纳米材料具有较高的安全注射剂量(250 mg/Kg)。该研究开辟了一种将新型释氢纳米材料用于AD治疗的新途径,表明了氢医学在神经退行性疾病治疗方面的潜力。

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论文原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.01.037

通讯作者简介:

何前军,教授,玛丽∙居里学者,深圳市海外高层次人才,深圳市“精准医疗”孔雀团队核心成员,深圳大学领军学者和学科带头人,深圳大学医学部“先进纳米药物实验室”负责人。从事纳米生物医用材料方面的研究,开辟了“纳米气体治疗”研究领域。在Nature Communications、Advanced Materials、Angewandte Chemie、JACS、Biomaterials、Chemical Society Reviews等国际顶级期刊发表SCI论文100余篇,引用7000多次,h指数43,10多篇论文入选ESI“高被引论文”。2018年入选“全球高被引科学家”。近年来主持了十几项国际级、国家级和省市级科研项目。荣获了欧盟玛丽∙居里国际引进人才奖、中科院“卢嘉锡”青年人才奖、2018中国新锐科技人物奖、中科院“院长”特别奖、中科院“百篇优博”、深圳市海外高层次人才奖等奖励。兼任中国医促会氢分子生物医学分会副主任委员,广东省生物医学工程学会生物材料专业委员会副主任委员,中国医药生物技术协会纳米生物技术分会委员,中国抗癌协会纳米肿瘤学专业委员会青年委员,中国和英国生物材料学会会员,诸多国际著名期刊通讯审稿人。

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