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鐵蛋白納米酶清除活性氧治療實驗性惡性腦瘧
2019-11-04 | 【     】【打印】【關閉

  2019年11月1日,《Nano Letters》雜志在線發表了鐵蛋白納米酶通過靶向腦內皮細胞和調控納米酶發揮清除活性氧功能,實現治療惡性腦型瘧疾的最新研究成果。研究人員首次利用鐵蛋白對腦內皮細胞靶向和胞內亞定位特性,實現了對鐵基納米酶在腦部發揮過氧化氫酶活性的調控。結合鐵蛋白對肝部巨噬細胞的極化調控特性,實現了對惡性腦型瘧疾模型的有效治療。這是我所閻錫蘊院士團隊繼發現鐵蛋白和納米酶的新特性,并將其用于腫瘤催化診療之后,取得的又一新進展。

  瘧疾是一種由原生動物瘧原蟲引起的蚊媒傳染病,全世界每年有2億多病例,40多萬人死亡。在感染人類的5種瘧原蟲中,惡性瘧原蟲常常引起嚴重的癥狀,包括危及生命的神經并發癥——腦型瘧疾。盡管在開發抗瘧疾藥物和以青蒿素為基礎的聯合療法方面取得了重大進展,但腦型瘧疾的死亡率仍然高達30%,尤其是兒童。此外,10-24%的腦型瘧疾患者存在神經后遺癥,因此需要尋找更有效和更具體的治療方法。

  利用惡性腦瘧發病的特征,是設計治療惡性腦瘧新方法的關鍵。有研究表明,被寄生蟲感染的紅細胞破裂后釋放的游離血紅素產生過量的活性氧,會損害腦內皮細胞,進而造成血腦屏障破壞。因此,活性氧可能是腦型瘧疾發生過程中損害血腦屏障的重要中介物質。研究人員針對腦內皮細胞中活性氧上升的特點,結合鐵蛋白對腦內皮細胞靶向和胞內亞定位的特性,及鐵基納米酶在中性條件下的過氧化氫酶催化活性的特點,設計合成了鐵蛋白納米酶(Fenozyme)。在實驗性惡性腦瘧小鼠體內,鐵蛋白納米酶通過調控納米酶發揮過氧化氫酶活性,保護血腦屏障內皮細胞免受活性氧損傷,顯著提高了存活率。同時鐵蛋白納米酶和抗瘧疾主流藥物青蒿素衍生物(蒿甲醚)聯合給藥可以顯著性減輕惡性腦瘧存活小鼠的腦部炎癥和記憶障礙。這些結果表明活性氧在腦型瘧疾發生發展中的重要性,并提示鐵蛋白納米酶聯合抗瘧藥是一種新的惡性腦瘧治療的有效策略。此外,鐵蛋白使肝臟中的巨噬細胞極化為M1表型,促進血液中瘧原蟲的清除,突出了鐵蛋白納米酶作為腦型瘧疾輔助治療的潛力。

  該研究由中國科學院生物物理研究所、中國科學院納米酶工程實驗室閻錫蘊/范克龍課題組完成。其中,中國科學院生物物理研究所閻錫蘊研究員和范克龍研究員為論文通訊作者,中國科學院生物物理研究所博士研究生趙帥為論文第一作者。段紅霞副研究員和蘇州系統醫學研究所楊義力研究員為該研究提供了幫助。該研究獲得了科學院先導項目、國家自然科學基金項目以及中科院青年創新促進會項目等的資助。

 

  鐵蛋白納米酶治療實驗性腦型瘧疾示意圖

  文章鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b03774 

  (供稿:閻錫蘊/范克龍課題組)

  

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