阿尔茨海默病治疗新突破：靶向神经元自噬的“纳米清道夫”系统

作者及研究机构
本研究由复旦大学药学院张奇志教授团队主导，合作单位包括陕西中医药研究院和广州CSR生物科技有限公司。论文于2025年发表在*Advanced Materials*期刊（DOI: 10.1002/adma.202413614），标题为《Polyphenol Mediated Assembly: Tailored Nano-Dredger Unblocks Axonal Autophagosomes Retrograde Transport Traffic Jam for Accelerated Alzheimer’s Waste Clearance》。

学术背景
阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）的核心病理特征之一是神经元内自噬（autophagy）功能障碍，尤其是自噬体（autophagosome）在轴突中的逆向运输（retrograde transport）受阻，导致毒性蛋白（如β-淀粉样蛋白Aβ和磷酸化tau蛋白）堆积。传统疗法仅聚焦于激活自噬，但忽视了神经元轴突运输的特殊性——自噬体需从轴突远端运输至胞体溶酶体降解。AD中，微管（microtubule）断裂、ATP耗竭、氧化应激等病理交织，进一步阻碍这一过程。因此，本研究提出了一种组合疗法：通过siRNA沉默ROCK2基因（siROCK2）和天然多酚化合物丹酚酸B（lithospermic acid B, LA），协同修复轴突运输障碍，并开发了靶向神经元的纳米递送系统“纳米清道夫”（nano-dredger）。

研究流程与方法
1. 纳米系统的构建与表征
- 多酚介导的组装：利用LA的多重相互作用（氢键、疏水作用、范德华力），将其与siROCK2及阳离子聚合物ε-聚赖氨酸（ε-poly-L-lysine, εPLL）压缩形成纳米复合物（PL-LA/siR），粒径约87.93 nm。LA的加入显著提升了复合物的稳定性，并通过与阴离子脂质纳米囊泡（Lip）的相互作用，实现高效包载（Lip@PL-LA/siR）。
- 脑靶向修饰：在脂质壳上连接融合肽TPL（含血脑屏障穿透肽TGN和神经元靶向肽Tet1），形成最终纳米系统T-Lip@PL-LA/siR（即“纳米清道夫”），粒径168.20 nm，表面电位-17.40 mV。
- 体外验证：通过低温电镜、等温滴定量热法（ITC）和分子动力学模拟证实组装机制；细胞实验显示纳米清道夫可高效逃逸溶酶体并释放药物。

1. 体内外疗效评估

   • 体外模型：在Aβ25-35诱导的HT22小鼠海马神经元模型中，纳米清道夫显著降低氧化应激（ROS减少至对照组的94.8%）、恢复ATP水平，并上调自噬标志物LC3B-II，同时减少p62堆积（自噬降解增强）。超分辨率显微镜（HIS-SIM）显示，纳米清道夫将自噬体轴突运输速度从Aβ组的9.9 nm/s恢复至32.5 nm/s，接近正常水平（29.9 nm/s）。
     
   • 体内实验：在11月龄3×Tg-AD转基因小鼠中，静脉注射纳米清道夫（每3天1次，共9次）后，通过Morris水迷宫测试证实其显著改善空间记忆缺陷。电镜观察显示，纳米清道夫修复了线粒体肿胀和轴突微管结构，并减少海马和内嗅皮层Aβ斑块（降至AD组的10.7%）和磷酸化tau蛋白（pSer396、AT8等位点）。
     

2. 机制解析

   • 协同作用：siROCK2通过稳定微管和促进自噬启动，而LA通过抗氧化、维持线粒体功能、抑制tau异常磷酸化，共同恢复轴突运输通路。
     
   • 靶向递送：TPL修饰使纳米颗粒在AD病变脑区（如海马CA3区）的富集量提升5.76倍，且90%的纳米颗粒被神经元摄取。
     

主要结果与逻辑链条
- 纳米递送系统：LA的多重相互作用简化了siRNA与亲水性小分子的共载，突破了传统递送系统的限制（图1）。
- 病理逆转：纳米清道夫通过修复线粒体功能、微管稳定性及自噬流，清除Aβ和p-tau，改善神经元复杂性（树突分支密度增加）和突触可塑性（突触素SYAP上调）（图6-7）。
- 认知改善：行为学实验证明治疗组小鼠的空间记忆接近野生型水平（图5）。

结论与价值
本研究首次提出“修复轴突自噬运输”作为AD治疗新策略，并开发了基于多酚组装的脑靶向纳米系统。其科学价值在于：
1. 方法论创新：LA作为“分子胶水”实现了siRNA与亲水药物的灵活共载，为组合疗法提供新范式。
2. 治疗突破：通过多靶点干预（自噬、氧化应激、微管稳定性）协同提升疗效，动物实验中认知功能显著改善。
3. 转化潜力：纳米清道夫制备工艺简单、安全性良好（溶血率%），具备临床转化前景。

研究亮点
1. 多酚介导的纳米组装：LA的独特相互作用解决了siRNA与亲水药物共载的技术难题。
2. 动态自噬监测：采用HIS-SIM超分辨成像实时追踪自噬体运输速度，为机制研究提供直接证据。
3. 综合病理干预：同时靶向AD的多个核心病理环节（Aβ、tau、线粒体、氧化应激），突破单一靶点疗法的局限性。

其他价值
研究揭示了神经元轴突运输在AD中的核心地位，为神经退行性疾病的治疗提供了新视角。此外，TPL肽的靶向设计可拓展至其他中枢神经系统疾病的递送系统开发。