四川大学华西医院团队开发多价纳米药物A40-POs:修复血脑屏障助力阿尔茨海默病治疗

近年来,越来越多的研究表明,血脑屏障(BBB)的功能障碍在阿尔茨海默病(AD)发生与进展中起着关键作用。血脑屏障受损不仅会导致β淀粉样蛋白(Aβ)在血管周围沉积,还会改变Aβ清除相关受体——低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)的定位,使其从内皮细胞转移至周细胞,进而削弱Aβ清除能力,诱发神经血管功能紊乱。
内皮LRP1是Aβ清除关键节点
研究发现,内皮细胞上的LRP1在Aβ的清除过程中具有决定性作用,其表达水平会随着年龄增长而下降。这种下降不仅与血脑屏障受损密切相关,还与认知退化相伴。因此,通过调节LRP1水平来恢复其功能,可能成为延缓AD进展的新方向。
A40-POs纳米药物:以中等亲和力激活LRP1转胞吞通路
近日,四川大学附属华西医院团队在国际期刊《Signal Transduction and Targeted Therapy(STTT)》发表最新成果,介绍了一种名为A40-POs的多价纳米药物。
研究者设计该药物时采用了“中等亲和力结合”策略,使A40-POs能温和结合LRP1,诱导其倾向于转胞吞运输通路,而非高亲和力结合导致的受体降解途径。这样既能上调LRP1表达,又能提高Aβ的清除效率。
在AD小鼠模型中,注射A40-POs仅两小时后,脑内Aβ浓度下降约45%,空间学习与记忆能力显著改善,并可维持长达6个月。
LRP1分布重塑揭示Aβ清除路径
研究团队通过对APP/PS1转基因小鼠与野生型小鼠的对比发现,随着年龄增长,Aβ沉积加重,LRP1逐渐从内皮细胞转移至周细胞。年轻小鼠中,LRP1主要与内皮标志物CD31共定位,而老年小鼠则表现出LRP1与周细胞标志物CD146的共表达,表明Aβ清除通路受阻。
亲和力差异决定Aβ命运:PACSIN2与Rab5的分工
研究进一步揭示,LRP1介导的Aβ转运途径取决于结合亲和力的不同:
高亲和力结合会诱导LRP1聚集并启动PICALM-Rab5依赖的网格蛋白内吞通路,最终进入溶酶体降解,导致膜上LRP1减少;
中等亲和力结合则会促使LRP1与PACSIN2结合,形成稳定的管状转胞吞结构,绕过溶酶体系统,将Aβ直接转运至血液循环中。
在APP/PS1小鼠中,随着Aβ沉积加重,LRP1和PACSIN2水平下降,而Rab5水平升高,这一趋势在6~12月龄阶段尤为明显。
多价设计实现中等亲和力:A40-POs的优化策略
为恢复LRP1的转胞吞功能,研究者构建了携带40个angiopep-2配体的纳米药物A40-POs,以维持最佳中等亲和力。对照实验包括磷酸缓冲液、angiopep-2单体、不载配体的A0-POs以及高配体密度的A200-POs。
结果显示:
A40-POs组脑内Aβ浓度从8603.6 ng/mL降至4236.3 ng/mL(下降约45%);
血浆Aβ浓度从85.3 ng/mL升至673.5 ng/mL(增加约8倍)。
成像结果进一步确认,A40-POs能有效促进Aβ跨血脑屏障外排。
修复BBB并改善认知:疗效显著且持久
治疗后,实验组小鼠的LRP1重新分布至内皮层,与CD31共定位恢复正常,同时PACSIN2表达升高、Rab5下降,提示血脑屏障功能恢复。
行为学评估中,接受A40-POs治疗的小鼠在Morris水迷宫测试中学习速度显著提升,寻找平台时间缩短;筑巢与蔗糖偏好实验表现改善,认知与生活质量均明显提高。
结论:将血脑屏障从“阻碍”转为“靶点”
这项研究为阿尔茨海默病治疗提供了全新的思路:不再仅仅试图绕过血脑屏障,而是通过修复血脑屏障来实现治疗目的。
通过靶向内皮LRP1并激活PACSIN2介导的管状运输途径,A40-POs不仅强化了Aβ清除能力,还逆转了血脑屏障退化,为AD以及其他神经系统疾病的干预开辟了新的方向。