Bringing medical advances from the lab to the clinic.
关键词：AD；抗氧化治疗；协同抗氧化；Aβ；Communications Chemistry阿尔茨海默病（AD）是一种以记忆丧失、人格改变和认知能力下降为特征的神经退行性疾病，其发病机制复杂且尚未完全明确。已知AD的分子病理现象主要包括线粒体功能障碍、中枢神经系统炎症、抗氧化能力失衡和突触功能障碍。抗氧化治疗因此成为AD治疗的首选策略之一【1】。然而，现有的抗氧化治疗方法存在一定的局限性，如作用机制单一、生物利用度不足以及难以穿透血脑屏障等问题【2】。因此，开发新型的抗氧化治疗系统，尤其是能够模拟人体内抗氧化防御系统的协同抗氧化治疗系统，对于AD的治疗具有重要的研究意义和应用价值。2024年9月13日，Kangning Liu 等研究学者在国际著名期刊 Communications Chemistry 上发表题为 Interface potential-induced natural antioxidant mimic system for the treatment of Alzheimer’s disease 的文章【3】。本研究提出了一种新型的协同抗氧化治疗系统，通过构建金属有机框架（MOF）材料与姜黄素的复合体系，模拟人体内的抗氧化防御机制，以期达到更好的治疗效果。研究者利用MOF材料的高比表面积、可调控的孔隙结构和丰富的活性位点，实现了姜黄素的有效负载和控制释放，同时利用MOF材料本身的抗氧化酶活性，成功构建了一种具有协同抗氧化效应的治疗系统，该系统通过界面电势效应实现了良好的抗氧化活性和高效的Aβ斑块清除能力，能够减缓AD小鼠大脑中的认知功能障碍。![]()
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🔷 MOF的合成与表征：
成功合成了金属有机框架（MOF，命名为ZnBTC）材料，并通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附实验和热重分析（TGA）等方法对其进行了详细的表征。ZnBTC展现出良好的结晶性和热稳定性。
通过溶剂吸附法将姜黄素（curcumin）加载到ZnBTC中，形成了CUR@ZnBTC复合材料。姜黄素的加载量达到了47.31%，表明了较高的药物载荷效率。CUR@ZnBTC在不同pH条件下的释放行为研究表明，材料在酸性条件下的姜黄素释放速率和释放量大于生理条件和碱性条件。此外，在Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM)和模拟细胞环境中的释放实验显示，CUR@ZnBTC能够在生理条件下有效释放姜黄素。CUR@ZnBTC展现出了优异的抗氧化性能，包括DPPH自由基清除活性测试和ABTS自由基清除活性测试，其抗氧化能力优于单独的姜黄素。ZnBTC展现出了类似超氧化物歧化酶（SOD）的活性，能够有效地清除超氧阴离子，其活性与其他基于MOF的纳米酶相当。在5xFAD小鼠模型中，CUR@ZnBTC显著改善了小鼠的认知和运动能力，减少了大脑中的β-淀粉样斑块数量，显示出良好的治疗效果。对小鼠的主要器官进行的组织病理学分析显示，CUR@ZnBTC没有引起明显的器官损伤和炎症反应，表明了良好的生物相容性和安全性。上述研究结果表明，CUR@ZnBTC作为一种新型的协同抗氧化治疗系统，在阿尔茨海默病的治疗中展现出了巨大的潜力。
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图1. 界面电势诱导的天然抗氧化模拟系统的组装和治疗机制示意图
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图2. CUR@ZnBTC的合成和表征![]()
图3. 姜黄素释放和抗氧化测试实验![]()
图4. SOD样活性的测定![]()
图5. 治疗期间Aβ沉积和行为缺陷的改善本研究为阿尔茨海默病（AD）的治疗提供了一种新型的协同抗氧化策略。通过构建金属有机框架（MOF）材料ZnBTC与姜黄素的复合体系，研究者成功模拟了人体内抗氧化防御系统的酶促和非酶促机制，实现了对AD小鼠模型中β-淀粉样蛋白沉积的有效清除，改善了小鼠的认知和运动功能。这一发现不仅为AD的临床治疗提供了新的思路，也为未来开发更有效、更安全的AD治疗药物提供了科学依据。科研启发：
本研究强调了材料科学与生物医学交叉领域在神经退行性疾病治疗中的重要作用。通过界面电势效应构建的协同抗氧化系统，展示了材料设计在调控药物释放、提高药物疗效方面的潜力。此外，该研究也为其他疾病的抗氧化治疗提供了新的方向，特别是在需要模拟复杂生物体内环境的疾病治疗中。未来的研究可以进一步探索此类材料在其他神经退行性疾病以及更广泛的临床应用中的潜力。
【1】Cheng, Y. et al. Physiological beta-amyloid clearance by the liver and its therapeutic potential for Alzheimer’s disease. Acta Neuropathol. 145, 717–731 (2023).【2】Lin, R. et al. Advancing the battle against Alzheimer’s disease: a focus ontargeting tau pathology by antisense oligonucleotide. Innov. Med. 1, 100020 (2023).【3】https://doi.org/10.1038/s42004-024-01299-9本文只是分享和解读公开的研究论文及其发现，以作科学文献记录和科研启发用；并不代表作者或本公众号的观点，更不代表本公众号认可研究结果或文章。为了给大家提供一个完整而客观的信息视角，我们有时会分享有冲突或不同的研究结果。请大家理解，随着对疾病的研究不断深入，新的证据有可能修改或推翻之前的结论。作者：Amber Wang，微信号：Healsana。助理：ChatGPT征战AD公众号，以分享阿尔茨海默病领域最新研究为主旨，希望由此推动由实验室向临床应用的转化。欢迎您的投稿与合作；也希望其他医学科学家以推文的形式分享您的研究成果。运营：美国Healsan咨询公司AD项目组，专注于临床科研及临床试验的服务公司，擅长于针对阿尔茨海默病的临床科研设计及临床试验结果的报告撰写。
