微型金屬花朵在腦部疾病治療中的潛在應用

德克薩斯農工大學的研究團隊開發了一種新方法,利用微型金屬顆粒(形狀如花朵)來保護和潛在地修復腦細胞。這些被稱為「納米花」的金屬納米顆粒在分子層面上進行工程設計,顯示出能夠恢復細胞內的線粒體功能,這些細胞引擎為我們的身體提供能量。

研究表明,這可能導致一類新的神經治療藥物的出現。納米花不僅僅是掩蓋帕金森病或阿茲海默症等疾病的症狀,還可能針對根本原因,即線粒體功能障礙。

德克薩斯農工大學副教授及項目首席研究員德米特里·庫羅斯基(Dr. Dmitry Kurouski)表示:「這些納米花在顯微鏡下看起來美麗,但它們在細胞內的作用更加令人印象深刻。」

該研究由生物化學與生物物理學系的博士生查爾斯·米切爾(Charles Mitchell)和研究專家米哈伊爾·馬特維延卡(Mikhail Matveyenka)領導,他們均在庫羅斯基的實驗室工作,隸屬於德克薩斯農工大學農業健康推進研究所。

線粒體將食物轉化為細胞所需的能量,但在此過程中也會產生有害的副產品,如反應性氧物質,這些不穩定的分子可能會積累並造成損害。為了測試納米花的治療潛力,研究團隊將兩種類型的納米花暴露於神經元和星形膠質細胞(支持性腦細胞)中。

經過 24 小時的處理,細胞顯示出線粒體結構和數量的改善,並伴隨著氧化壓力的顯著下降。庫羅斯基指出:「即使在健康細胞中,也會預期有一些氧化壓力,但納米花似乎能夠微調線粒體的性能,最終將其有毒副產品的水平降至幾乎為零。」

根據庫羅斯基的說法,健康的線粒體可能導致整體腦功能的改善。他補充道:「如果我們能夠保護或恢復線粒體的健康,那麼我們不僅僅是在治療症狀,而是在解決損害的根本原因。」

研究團隊將研究擴展到活有機體,使用常用於腦部研究的秀麗隱杆線蟲(Caenorhabditis elegans)。接受納米花處理的線蟲不僅比未處理的線蟲多活了幾天,還顯示出早期死亡率較低的情況。

這些發現進一步證實了納米花作為神經保護劑的潛力。庫羅斯基的團隊現在計劃在更複雜的動物模型中測試其安全性和分佈,然後再考慮人類試驗。

儘管經過多年的研究,能夠保護神經元免受退化的藥物仍然稀少。大多數治療方法專注於減少症狀,而不是阻止疾病進展。庫羅斯基認為,這項研究可能改變這一局面。

他表示:「我們認為這可能成為一類新的治療藥物。我們希望確保它的安全性、有效性和明確的作用機制。但根據目前的觀察,納米花的潛力令人難以置信。」

德克薩斯農工大學創新部已經就納米花在腦健康治療中的應用提交了專利申請。庫羅斯基的團隊計劃與德克薩斯農工大學醫學院合作,探索進一步的應用,包括中風和脊髓損傷的恢復。該研究已發表在《生物化學期刊》中。

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Henderson
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