告别锂的毒副作用:鼻喷金纳米颗粒实现脑内“精准狙击”

B站影视 日本电影 2025-10-10 04:48 1

摘要:研究人员开发出一种突破性的纳米技术装置——以鼻腔喷雾形式使用的锂负载金纳米颗粒,能够将治疗药物直接递送至大脑,为神经精神疾病(如双相情感障碍)、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)以及脑部感染(如1型单纯疱疹病毒引起)的治疗带来革命性新思路。

研究人员开发出一种突破性的纳米技术装置——以鼻腔喷雾形式使用的锂负载金纳米颗粒,能够将治疗药物直接递送至大脑,为神经精神疾病(如双相情感障碍)、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)以及脑部感染(如1型单纯疱疹病毒引起)的治疗带来革命性新思路。

在这项研究中,科研团队证实了该纳米技术能够有效抑制海马体中糖原合成酶激酶-3β的活性,并在阿尔茨海默病实验模型中成功逆转已受损的记忆功能。这一方法实现了与口服锂制剂相同的治疗效果,但所需离子浓度显著降低,并能将其特异性靶向递送至脑部,从而有效降低了不良反应风险。

此项纳米技术已在意大利及其他国家获得专利。目前,后续研究正在积极推进,以验证该技术的其他应用领域,并完成其安全性评估,为尽快进入临床应用阶段做好准备。

技术背景与原理

GSK-3β是一种对多种细胞功能至关重要的酶,估计有超过100种蛋白质受该激酶调控。该酶的异常活化可导致靶蛋白功能失常,并促进多种疾病的发生。在神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)或神经精神障碍(如双相情感障碍)中,均观察到GSK-3β酶的过度活化。

研究人员认为,控制该酶在大脑特定区域的活性,有望抑制相关疾病的发生。而目前我们面临着两个核心难题:

血脑屏障的阻碍:大脑有“血脑屏障”的天然防线,它像一道精密的滤网,在保护大脑免受有害物质入侵的同时,也把大约98%的治疗性脑部药物挡在门外。这使得许多脑部疾病的治疗变得异常困难。

传统药物的局限:以锂为例,它是一种已知能抑制GSK-3β酶的药物,对治疗双相情感障碍和阿尔茨海默病等有潜力。但口服时,锂会随着血液循环遍布全身,需要较高浓度才能在大脑起效,容易导致肾脏和甲状腺中毒等副作用。

而新技术的巧妙之处在于:

开辟“捷径”,直达大脑:研究人员发现,通过鼻腔给药,药物可以经由嗅神经通路,绕过血脑屏障,直接、快速地进入大脑。这是一条非侵入性的“捷径”。

鼻内给药是直接靶向大脑、绕过体循环的优选途径,从而优化了纳米装置的安全性。金作为一种在生物系统中已被证实无害的惰性金属,会通过肾脏排泄被清除,限制了其在重复多次给药后在大脑中的累积。

智能“货车”,精准送货:金纳米颗粒被用作药物的载体。它尺寸微小(低至5纳米),表面易于修饰。研究者将其与谷胱甘肽结合,使其能携带锂离子,并更容易穿透细胞膜。

它可通过谷胱甘肽进行功能化:一方面促进易于进入细胞的聚集体形成,另一方面允许锂等分子或离子结合。一旦纳米颗粒聚集体进入细胞,它们会被分解,锂随之释放到细胞内,从而能够在低给药剂量下实现该离子的有效治疗浓度。

这种新型药物载体的多功能性非常卓越,所开发的纳米颗粒可负载不同的药理活性成分,并能规避细胞的生物防御机制,实现向特定生理活性位点的靶向输送。

特性

新技术 (锂负载金纳米颗粒)

早期基础研究 (金纳米颗粒载体)

研究状态

已在小鼠模型验证,已获专利,准备临床转化

早期概念验证(如在蝗虫模型测试)

核心药物

锂 (用于抑制GSK-3β酶)

模型药物(如荧光标记物)

靶向疾病

阿尔茨海默病、双相情感障碍、疱疹病毒感染等脑部疾病

主要验证脑部药物递送的可行性

核心机制

金纳米颗粒作为载体,通过鼻-脑通路直接递送锂至大脑,抑制GSK-3β酶

验证金纳米颗粒可通过鼻腔突破血脑屏障

最大优势

高效靶向,使用极低剂量的锂即可起效,显著降低全身性副作用

提供了一种非侵入性的给药方式

研究进展与效果

这项由意大利研究团队主导的工作,已在权威期刊《Advanced Materials》上发表,并获得了专利。

研究团队在阿尔茨海默病的小鼠模型中进行了实验,结果非常鼓舞人心:

快速起效:仅需5天的给药,就能显著抑制小鼠大脑海马区(与记忆密切相关)的GSK-3β酶活性。

逆转损伤:持续2个月的治疗,成功逆转了小鼠已有的记忆缺陷。这意味着治疗不仅阻止了病情恶化,还恢复了受损的认知功能。

高度安全:在整个实验过程中,接受治疗的小鼠没有出现明显的不良反应。因为锂被精准送到了大脑,避免了对其他器官的毒害,所以即使剂量很低也足够有效。

应用潜力与优势

目前,基于锂的药物已广泛用于治疗神经精神疾病,但遗憾的是它们有显著的副作用。以片剂形式口服后,锂通过血液循环到达脑部,同时也会对肾脏、甲状腺等其他器官产生毒性作用。

因此,借助金纳米颗粒辅助,通过“脑靶向”给药方式,以低剂量锂离子在神经细胞内达到有效浓度,对于开发更安全的新型患者治疗方案是一项重要创新。

精准靶向:实现了“脑部靶向给药”,解决了血脑屏障的难题。

安全高效:大幅降低用药剂量,从根源上减少了毒副作用。

平台技术:该纳米颗粒平台极具灵活性,未来可以负载其他药物,用于治疗更多的神经退行性疾病、精神疾病或脑部病毒感染。

成本可控:金纳米颗粒的合成相对简便,有助于未来大规模生产并控制成本。

参考文献

Buonerba A, Puliatti G, Puma DDL, et al. Lithium-charged gold nanoparticles: a new powerful tool for lithium delivery and modulation of glycogen synthase kinase 3 activity. Adv Mater. 2025:e13858. Online ahead of print.

大话精神编译,转载请联系编辑部。

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来源:帕拉达科学

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