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我校張春林、馮建教授團隊揭示黑磷納米片通過降解α-syn聚集以及清除ROS保護神經(jīng)細胞改善帕金森疾病的分子機制

日期：2024-05-07 作者：何美娜 來源：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 編輯：黨委宣傳部 陳祥貴 點擊：

我?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)院張春林,、馮建團隊的青年教師何美娜主導(dǎo)完成的研究論文“Black Phosphorus Nanosheets Protect Neurons by Degrading Aggregative α-syn and Clearing ROS in Parkinson's Disease”，近日發(fā)表于材料學(xué)國際頂級期刊Advanced Materials（IF:29.4）,。該研究報道了黑磷納米片降解α-syn蛋白聚集,、清除ROS保護神經(jīng)細胞改善帕金森病的機制,。

帕金森?。≒D）是中老年人中第二常見的神經(jīng)退行性疾病。其主要病理表現(xiàn)為黑質(zhì)多巴胺（DA）能神經(jīng)元變性,、壞死和錯誤折疊α-突觸核蛋白（α-syn）聚集形成路易小體,。目前，PD的藥物治療策略主要集中在補充DA能神經(jīng)元變性,、壞死引發(fā)的多巴胺分泌不夠,，緩解臨床癥狀，但該策略不會延緩疾病的進展,，并存在副作用,。因此，迫切需要開發(fā)新的策略來提高PD治療的特異性和療效,。

α-syn錯誤折疊和聚集是帕金森病的主要致病事件,。過表達,、基因突變都會造成α-syn蛋白異常聚集，形成神經(jīng)毒性的α-syn纖維,。聚集的α-syn纖維可誘導(dǎo)線粒體功能障礙,，促進活性氧(ROS)的產(chǎn)生，擾亂泛素蛋白酶體,、自噬等降解系統(tǒng),，從而導(dǎo)致多巴胺神經(jīng)元死亡。反之,，線粒體的損傷,、ROS的產(chǎn)生、降解系統(tǒng)障礙又會促進α-syn蛋白的聚集,。這兩個過程形成了惡性循環(huán),，加劇多巴胺能神經(jīng)元的功能喪失。因此,，α-syn聚集,、ROS過載是干預(yù)PD的一個重要靶點。

該團隊發(fā)現(xiàn)新型二維納米材料-黑磷納米片（BPNSs）,，可有效地穿過血腦屏障（BBB）,，保護多巴胺能神經(jīng)元，改善PD癥狀,，但其作用機制不清楚,。進一步的機制研究利用多種模型，諸如α-syn體外共培養(yǎng)模型,、多種PD細胞模型,、線蟲模型和PD轉(zhuǎn)基因小鼠模型，探究BPNSs對PD神經(jīng)保護作用的細胞,、分子機制,。首先在體外模型中發(fā)現(xiàn)BPNSs可以直接結(jié)合α-syn纖維，并通過范德華力觸發(fā)其降解,。其次,，BPNSs可激活自噬，降解α-syn聚集蛋白,，維持α-syn穩(wěn)態(tài),。此外，BPNSs還可以顯著改善線粒體功能障礙,，降低胞質(zhì),、線粒體內(nèi)ROS水平，挽救神經(jīng)元死亡和突觸喪失。最后,，在MPTP誘導(dǎo)的PD小鼠模型和hA53T α-syn轉(zhuǎn)基因PD小鼠中觀察到BPNSs穿透血腦屏障,，阻止多巴胺神經(jīng)元的丟失，減輕DA依賴的行為障礙,?？傊撗芯勘砻鰾PNSs具有作為PD臨床治療的新型納米藥物的潛力,。

圖示BPNSs在細胞,、線蟲和小鼠帕金森病模型中的神經(jīng)保護作用示意圖

A.BPNSs穿過血腦屏障示意圖。B.BPNSs在線蟲模型中的神經(jīng)保護作用,。C.BPNSs降解α-syn聚集以及清除ROS保護神經(jīng)細胞改善帕金森疾病的分子機制,。

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院張春林教授和馮建教授為該文章的共同通訊作者，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院何美娜副教授,、在讀博士研究生張祥明,、冉霞講師為文章的并列第一作者?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)院多名師生參與該研究,。我校分子醫(yī)學(xué)工程研究中心和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中心提供了儀器和技術(shù)支持。該研究受多項國家自然科學(xué)基金資助,，也是學(xué)校近年來圍繞“雙一流”內(nèi)涵建設(shè),，持續(xù)完善創(chuàng)新團隊和優(yōu)秀青年科技人才政策體系的成果之一。

何美娜博士是學(xué)校引進的博士青年人才,，入選學(xué)校優(yōu)秀青年人才培養(yǎng)計劃,。主要研究方向為卵巢功能早衰、帕金森病的機制及靶向治療,。先后承擔(dān)國家自然科學(xué)基金青年基金,、地區(qū)基金、中國博士后面上基金及省科技廳項目等,；在Science Bulletin（IF:18.9,，中科院一區(qū)）、Cell death and disease（IF:9.0,，中科院一區(qū)）,、Aging cell（IF:7.8，中科院一區(qū)）,、Cellular And Molecular Life Sciences(CMLS)（IF:8.7，中科院二區(qū)）等學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表多篇研究論文,；授權(quán)國家發(fā)明專利1項,。

原文鏈接：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/38696266

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