首次!破神经科学和纳米医学难题,中医药研究员团队发表最新研究成果
长沙晚报掌上长沙6月14日讯(全媒体记者 杨蔚然 通讯员 廖小娟)记者今日从湖南中医药大学第二附属医院(湖南省中医院)获悉,该院邓桂明研究员团队,于近日在国际顶级权威期刊《Advanced Science》上,首次发表了一项具有里程碑意义的研究成果:通过天然槲皮素的配位组装,构建线粒体固有靶向级联纳米酶(MCN),用于脑缺血再灌注损伤的抗氧化治疗。

脑卒中是我国成人致死、致残的首要病因,其中缺血性脑卒中占比约80%。尽管血管再通治疗(如静脉溶栓、机械取栓)已成为金标准,但随之而来的“脑缺血再灌注损伤”(CIRI)却会进一步加重脑组织损伤,导致患者神经功能恢复不佳甚至二次恶化。如何有效干预CIRI,是全球神经科学和纳米医学领域共同面临的重大挑战。
面对这一难题,邓桂明研究员团队另辟蹊径,创造性地将目光投向了天然黄酮类化合物——槲皮素。长期以来,槲皮素虽以抗氧化、抗炎活性著称,但其水溶性差、稳定性低、无法自主穿越血脑屏障等缺陷,严重限制了其中枢神经系统疾病的应用。
令人惊喜的是,该团队首次发现,槲皮素本身竟具备一种此前完全未被揭示的内在能力——精准识别并结合线粒体外膜蛋白,自带“线粒体靶向代码”。基于这一突破性发现,团队创新性地采用“活性配体自组装”策略,将槲皮素与铁离子一步合成超小型线粒体靶向级联纳米酶,实现了“治疗活性”与“靶向功能”的一体化集成。该研究不仅为槲皮素的高值化药物开发开辟了新路径,更为脑缺血再灌注损伤及其他线粒体相关疾病的精准治疗,提供了全新的范式。

脑缺血再灌注损伤,其背后,是一个由“氧化应激-线粒体损伤-mtDNA泄漏-神经炎症”构成的恶性循环。如何精准清除神经元线粒体内过量产生的活性氧,从源头上阻断这一链条,一直是该领域亟待攻克的核心难题。针对该项问题,本研究取得了一系列开创性发现。
团队首次揭示,天然槲皮素具有内在的线粒体靶向能力,能以高亲和力识别线粒体外膜关键蛋白。基于此,团队创造性提出“活性配体自组装”策略,将槲皮素与铁离子一步合成超小型线粒体靶向级联纳米酶。这一设计巧妙解决了槲皮素水溶性差、稳定性低的难题,同时赋予其SOD-CAT级联催化活性,能高效清除活性氧。更重要的是,MCN完美继承了槲皮素的内在靶向能力。
在动物模型中,MCN凭借超小粒径有效穿越受损的血脑屏障,并通过表面酚羟基与暴露的胶原蛋白结合,在缺血脑区特异性富集。进入脑实质后,MCN被神经元高效摄取并精准递送至线粒体内部。在线粒体内,MCN清除过量活性氧,保护线粒体功能,从源头阻断mtDNA泄漏。进而推动小胶质细胞从促炎M1表型向抗炎M2表型转化,重塑神经炎症微环境,同时缓解内质网应激并抑制神经元凋亡。最终,MCN治疗,显著缩小脑梗死面积、改善神经功能,且在延迟给药后仍具疗效,为临床转化提供了有力依据。
该研究首次发掘并利用天然活性分子槲皮素自身的线粒体靶向潜能,并未选择传统上需要外接靶向配体的纳米药物设计思路,开创了“活性即靶向”的一体化治疗新范式。同时,通过配位驱动的自组装,将天然小分子直接转化为功能集成的智能纳米药物,为槲皮素及其他多酚类天然产物的高值化药物应用开辟了新方向,也为开发针对脑卒中及其他复杂病理过程的下一代协同治疗平台,提供了可迁移的设计范本。
>>我要举报

