智能纳米小马达:南京师范大学团队找到帕金森病治疗新突破 | 光锥读论文

B站影视 日本电影 2025-09-22 16:09 4

摘要:帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是一种常见的神经退行性疾病,全球有数百万人受其困扰。患者常出现手抖、肌肉僵硬、行动迟缓等症状,严重影响生活质量。目前尚无根治方法,现有药物多只能缓解症状,无法阻止病情进展。

帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是一种常见的神经退行性疾病,全球有数百万人受其困扰。患者常出现手抖、肌肉僵硬、行动迟缓等症状,严重影响生活质量。目前尚无根治方法,现有药物多只能缓解症状,无法阻止病情进展。

近年来,科学家们将目光投向了纳米技术,试图利用微小的“纳米机器”精准送达药物,修复受损的脑细胞。2025年9月,南京师范大学毛春教授和万密密教授团队在《科学进展》(Science Advances)上发表论文,Chaperone nanomotors with chemotactic ability for the treatment of Parkinson’s disease,成功设计出“趋化性伴侣纳米马达”(CNMs),首次实现了对帕金森病核心致病蛋白的精准清除。

罪魁祸首:α-突触核蛋白

帕金森病是一种逐渐损害大脑的疾病。患者最初可能只是手抖、走路变慢,随着病情发展,可能逐渐失去行动能力甚至语言功能。这一切的“罪魁祸首”是一种名为α-突触核蛋白的蛋白质。

正常情况下,这种蛋白质像整齐缠绕的线团,帮助神经细胞传递信号;但在患者脑中,它却像打结的毛线团,聚集成有毒的块状物,粘在神经细胞内部,阻断营养输送,最终导致细胞死亡。

传统治疗的困境:

难以突破大脑“防护墙”

传统治疗手段在这场“蛋白质大战”中屡屡受挫,主要原因有两个:

血脑屏障:大脑有一道严密的“防护墙”,像海关关卡一样严格筛选进入大脑的物质,约98%的药物无法通过。

找不到目标:即使有药物进入大脑,也难以精准找到病变最严重的区域(中脑黑质区),只能在脑内“随机游走”,效果大打折扣。

智能纳米医疗队:

能找路、能识别、能修复

毛春团队将纳米技术与分子生物学相结合,设计出了CNMs——一种直径仅几十纳米的“分子救护车”,每辆车都配备了三大功能:

“导航系统”:闻着“炎症味”找目标

CNMs的表面覆盖着一种特殊材料(L-精氨酸衍生物),能“嗅到”病变脑区释放的特殊信号。当神经细胞受损时,免疫细胞会大量产生一种叫做iNOS的酶,这种酶会催化产生一氧化氮(NO)。

CNMs遇到NO会发生化学反应,释放出更多NO,推动自己沿着iNOS浓度梯度向病灶移动。实验数据显示,普通纳米颗粒进入小鼠大脑的比例仅为7.9%,而CNMs的到达率高达19.2%,提升了近2.5倍。

“识别雷达”:精准锁定致病蛋白

CNMs表面镶嵌了一段名为β-syn36的短肽,这段肽链能像“磁铁”一样,专门吸附错误折叠的α-突触核蛋白,而不会影响正常蛋白质。

在显微镜下可以看到,经过CNMs治疗的小鼠脑组织中,红色的CNMs周围,绿色的α-突触核蛋白团块明显减少,说明CNMs不仅能“抓住”致病蛋白,还能阻止它们进一步聚集。

“修复工具箱”:双管齐下

CNMs的核心是一种温敏聚合物,在人体温度(37°C)下会收缩形成“疏水口袋”,像保鲜膜一样包裹住尚未聚集的α-突触核蛋白,防止它们错误折叠。

同时,CNMs释放的NO能激活大脑中的MMP-2酶,这种酶像“分子剪刀”一样,能将已经形成的大蛋白团块剪成小片段,最终被神经细胞的“垃圾处理系统”清除。

CNMs治疗帕金森病的作用机制

动物实验效果明显

在小鼠实验中,CNMs展现了惊人的治疗效果:

蛋白聚集减少84.4%:治疗4周后,小鼠脑内α-突触核蛋白的聚集量大幅下降;

运动能力明显改善:患病小鼠爬杆时间从23.5秒缩短到13.5秒,动作流畅度接近健康小鼠;

多巴胺水平恢复近90%:多巴胺是维持运动功能的关键物质,其含量大幅回升。

从实验室到临床还有多远?

尽管CNMs在实验中表现出色,但要真正应用于临床,还需要解决一些挑战:目前CNMs的合成工艺还比较复杂,需要优化批次稳定性以确保每批产品的效果一致;此外,小鼠和人类的血脑屏障结构存在差异,下一步需要在灵长类动物(如猕猴)中验证其安全性和有效性;长期来看,还需要评估纳米材料在体内的累积是否会对其他器官产生影响。

这项研究的意义不仅在于技术本身的创新,更在于它重新打开了神经退行性疾病的治疗思路。它证明了‘主动导航’的治疗方式比传统被动扩散的疗效提升数倍,更重要的是,它让‘修复’而非‘控制’成为可能。未来,类似的纳米机器人技术或许还能应用于阿尔茨海默病、渐冻症等其他神经退行性疾病。

编辑:吴欧

论文信息

发布期刊Science Advances

发布时间2025年9月19日

论文标题 Chaperone nanomotors with chemotactic ability for the treatment of Parkinson’s disease

(DOI:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw1061)

来源:我是科学家iScientist

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