华西医院团队揭示新机制:多价纳米药物助力清除Aβ、修复血脑屏障

近年来,大量研究显示,血脑屏障(BBB)功能障碍在阿尔茨海默病(AD)发病和进展中起着关键作用。受损的血脑屏障不仅促进β淀粉样蛋白(Aβ)在血管周围沉积,还会扰乱神经血管单元的平衡。其中,低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)在这一过程中扮演着重要角色。随着年龄增长,LRP1从脑血管内皮细胞逐渐转移到周细胞,导致Aβ清除能力下降,进一步加剧神经血管功能障碍。
血脑屏障LRP1功能下降是Aβ堆积的关键
LRP1被认为是脑内Aβ清除的重要通道,能将Aβ从脑实质转运至血液循环。然而,其表达水平会随年龄降低,并与BBB通透性增加、认知功能衰退等现象密切相关。
因此,如何调节内皮细胞LRP1水平、恢复其正常功能,被视为延缓甚至阻止AD进展的潜在突破口。
《STTT》刊发新成果:A40-POs激活Aβ清除新路径
近日,四川大学华西医院研究团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy(信号转导与靶向治疗)》期刊发表研究成果,开发出一种名为A40-POs的多价纳米药物。
该药物能以中等亲和力结合LRP1受体,诱导其进入转胞吞通路,从而促进Aβ跨BBB外排并提升LRP1表达水平。相比高亲和力结合方式(会促使受体进入溶酶体降解通路),这种中等亲和力策略避免了LRP1的过度内吞与降解,从而实现更高效的Aβ清除。
机制探索:亲和力决定Aβ跨屏障命运
研究团队发现,不同结合强度会引导LRP1进入不同的细胞内运输通路:
高亲和力结合:促使LRP1聚集并激活PICALM介导的网格蛋白途径,最终导致受体被溶酶体降解。
中等亲和力结合:激活PACSIN2依赖的管状转胞吞机制,使Aβ快速跨越BBB排出,不被降解。
这两种机制结果截然相反,前者削弱Aβ清除能力,后者则强化其外排功能。A40-POs正是通过维持合适的配体密度,实现对PACSIN2通路的精准激活。
实验结果:Aβ减少45%,认知改善持续半年
在APP/PS1转基因AD小鼠模型中,注射A40-POs后2小时,脑内Aβ浓度由8603.6 ng/mL降至4236.3 ng/mL,减少约45%,而血浆Aβ浓度上升8倍,说明Aβ被成功转运至外周血。
进一步成像验证显示,大脑Aβ沉积明显减少。与此同时,LRP1重新定位至内皮细胞表面,与CD31共定位恢复正常,PACSIN2表达上升,Rab5信号下降,提示血脑屏障结构得到修复。
行为学实验亦显示,A40-POs处理组小鼠在Morris水迷宫、筑巢及蔗糖偏好实验中表现显著优于对照组,学习与记忆能力接近健康小鼠水平,且疗效持续6个月以上。
研究启示:从“绕过”到“修复”血脑屏障的治疗新思路
该研究首次提出,血脑屏障本身可以成为阿尔茨海默病治疗的直接靶点。通过多价纳米药物A40-POs调控LRP1的分布和转胞吞途径,不仅加速了Aβ清除,还恢复了BBB功能与神经血管耦合。
研究团队认为,这一策略的意义不仅局限于AD,也为其他神经退行性疾病的治疗提供了新范式——从传统的“穿透血脑屏障”转向“修复血脑屏障”,实现神经系统疾病精准干预的新方向。