一個國際研究團隊報告了一項在小鼠身上治療阿茲海默症的驚人突破，他們使用經過特殊工程設計的奈米粒子，其作用遠不止於藥物遞送。這些微小的粒子本身就如同藥物，能幫助大腦恢復其自身的天然清潔系統，並顯著減少與阿茲海默症相關的有毒蛋白質堆積。

這項研究由加泰隆尼亞生物工程研究所（IBEC）和四川大學華西醫院（WCHSU）的科學家領導，並與英國的合作者共同進行。他們的研究成果發表在《訊號傳導與標靶治療》（Signal Transduction and Targeted Therapy）期刊上。

科學家們並未直接針對受損的神經元，而是鎖定血腦屏障（BBB），這是一個保護性的細胞和血管網絡，負責控制進出大腦的物質。在阿茲海默症中，這個系統會逐漸崩潰，導致有害蛋白質積聚並隨著時間損害大腦功能。

研究人員設計了一種稱為「超分子藥物」的生物活性奈米粒子，以幫助恢復這個屏障並重新啟動大腦清除廢物的能力。

修復大腦的清潔系統

人類大腦消耗巨大的能量。在成人中，它消耗身體總能量供應的約20%，在兒童中，這個數字可高達60%。為了滿足這些需求，大腦依賴於一個極其密集的血管網絡。科學家估計，大腦約有十億個毛細血管，幾乎每個神經元都與其自身的血液供應相連。

越來越多的證據表明，這些血管在失智症中扮演的角色比先前認為的要大得多。許多研究人員現在認為，血管損傷不僅僅是阿茲海默症的副作用，甚至可能積極推動其進展。最近的研究也將血腦屏障的崩潰與早期認知能力下降和有毒蛋白質的積聚增加聯繫起來。

在健康狀態下，血腦屏障有助於清除大腦中的廢物，同時阻止毒素和病原體等有害物質進入。最重要的廢物蛋白質之一是類澱粉蛋白-β（Aβ），這是與阿茲海默症相關的斑塊的黏性物質。

在阿茲海默症患者中，大腦的廢物處理系統開始失效。隨著類澱粉蛋白-β的積聚，神經元受損，記憶問題惡化。

阿茲海默症斑塊在數小時內減少

為了測試這種新療法，研究人員使用了基因工程改造的小鼠，這些小鼠會產生高水平的類澱粉蛋白-β並出現進行性認知能力下降，類似於人類的阿茲海默症。

這些動物僅接受了三次奈米粒子注射。效果很快就出現了。

「注射後僅一小時，我們就觀察到腦內 Aβ 含量減少了 50-60%。」該研究的第一共同作者 Junyang Chen 解釋道，他是四川大學華西醫院的研究員，也是倫敦大學學院（UCL）的博士生。

長期結果更為顯著。科學家們通過涵蓋疾病進展不同階段的行為和記憶測試，對動物進行了數月的追蹤。

在一項實驗中，研究人員治療了一隻 12 個月大的小鼠（相當於 60 歲的人類），並在六個月後進行評估。到那時，該動物的狀況大致相當於 90 歲的人類。儘管年齡增長，這隻小鼠的行為卻與沒有阿茲海默症相關衰退跡象的健康動物相似。

「長期效果來自於恢復大腦的血管系統。我們認為它像級聯效應一樣工作：當類澱粉蛋白-β（Aβ）等有毒物質積聚時，疾病就會進展。但一旦血管系統能夠再次發揮作用，它就會開始清除 Aβ 和其他有害分子，讓整個系統恢復平衡。最令人驚訝的是，我們的奈米粒子本身就像一種藥物，似乎激活了一種反饋機制，將這種清除途徑帶回正常水平。」IBEC 的 ICREA 研究教授、分子仿生學組首席研究員兼該研究的領導者 Giuseppe Battaglia 說道。

該研究的一個主要重點是一種稱為 LRP1 的蛋白質，它在大腦血屏障上充當分子運輸系統。正常情況下，LRP1 會識別類澱粉蛋白-β，與其結合，並將其從大腦移出到血液中進行處理。

但這個過程很微妙。如果 LRP1 與類澱粉蛋白-β 結合得太緊，運輸機制就會過載並崩潰。如果相互作用太弱，廢物清除就不夠有效。無論哪種情況，類澱粉蛋白-β 都會開始在大腦中堆積。

超分子奈米粒子經過工程設計，模擬與 LRP1 相互作用的天然分子。通過這種方式，粒子似乎可以「重置」運輸系統，使類澱粉蛋白-β 能夠再次從大腦中移出。

研究人員表示，這種策略與許多傳統的阿茲海默症療法不同，因為它側重於修復大腦自身的基礎設施，而不是直接攻擊斑塊。

這個想法近年來勢頭日增。科學家們越來越將阿茲海默症視為一種神經系統和血管系統疾病，其中血流中斷和血腦屏障損傷會導致有毒蛋白質的擴散。

大多數奈米醫學方法使用奈米粒子作為遞送載體，將藥物帶入體內。在本例中，奈米粒子本身就是療法。

研究團隊通過一種自下而上的分子工程過程創造了這些粒子，這使他們能夠精確控制其尺寸和表面的配體數量。這種精度有助於粒子以高度特異性的方式與細胞膜上的受體相互作用。

通過影響這些受體的移動和功能，奈米粒子改善了類澱粉蛋白-β 的清除，並幫助恢復了大腦中更健康的血管活動。

研究人員表示，這種方法最終可以補充其他阿茲海默症治療方法，包括抗類澱粉蛋白抗體藥物。目前療法面臨的最大問題之一是如何安全有效地將足夠的藥物穿過血腦屏障。

其他實驗性技術也在探索克服這一挑戰的方法，包括基於超聲波的遞送系統、「腦穿梭」分子以及旨在更有效地穿過屏障的其他奈米粒子平台。

儘管研究結果很有希望，但該研究仍處於動物測試階段。許多在小鼠身上有效的阿茲海默症療法後來在人體臨床試驗中失敗了。

儘管如此，專家們表示，這項研究突顯了阿茲海默症研究中一個日益重要的領域：恢復大腦血管和廢物清除系統的健康。

「我們的研究證明了在實現快速 Aβ 清除、恢復血腦屏障的健康功能並顯著逆轉阿茲海默症病理方面取得了顯著療效。」加泰隆尼亞生物工程研究所（IBEC）分子仿生學組研究員、巴塞隆納大學（UB）塞拉·亨特助理教授 Lorena Ruiz Perez 總結道。

該項目涉及加泰隆尼亞生物工程研究所（IBEC）、四川大學華西醫院、四川大學華西廈門醫院、倫敦大學學院、廈門市精神影像與神經調控重點實驗室、巴塞隆納大學、中國醫學科學院以及加泰隆尼亞研究與高等教育學會（ICREA）的研究人員。

由加泰隆尼亞生物工程研究所（IBEC）提供的材料。注意：內容可能經過風格和長度編輯。