槲皮素联合红光刺激通过原子力显微镜解析帕金森病细胞力学特性的治疗机制

本研究针对帕金森病（PD）缺乏特异性治疗手段的问题，通过构建MPTP诱导的PC-12细胞损伤模型，结合原子力显微镜（AFM）技术，首次从细胞力学角度探究了槲皮素（Que）与630 nm红光（RL）协同治疗对神经元机械特性（如杨氏模量、黏附力）的改善作用。结果表明，Que-RL联合干预可显著逆转MPTP导致的细胞刚度升高和骨架破坏，并通过调控α-突触核蛋白（α-synuclein）聚集、氧化应激等通路发挥神经保护作用，为PD的物理-药物联合疗法提供了新理论依据。

　　

帕金森病（Parkinson's disease, PD）作为全球第二大神经退行性疾病，正随着人口老龄化加剧而成为公共卫生挑战。当前药物治疗仅能缓解症状，无法阻止多巴胺（DA）神经元进行性丢失，且长期用药易产生毒副作用。自然界广泛存在的黄酮类化合物槲皮素（quercetin, Que）虽展现出抑制α-突触核蛋白（α-synuclein）聚集、抗氧化等潜能，但单独使用疗效有限。与此同时，波长630 nm的红光（red-light, RL）因其穿透深度和抗炎特性被探索为物理辅助疗法，但作用机制不清且成本高昂。更关键的是，传统生物学指标难以捕捉治疗过程中细胞物理特性的动态变化——而这正是原子力显微镜（atomic force microscopy, AFM）的独特优势，它能在纳米尺度实时测量细胞刚度、黏附力等力学参数，为评估疗效提供全新维度。

河北自然科学基金等资助的研究团队在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》发表的研究中，创新性地将AFM技术与分子生物学手段结合，系统解析了Que与RL协同干预对PD细胞模型的修复机制。研究采用MPTP（1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine）诱导PC-12细胞构建PD模型，通过AFM力曲线测量、细胞活力检测（CCK-8）、活性氧（ROS）水平分析等技术，首次揭示了治疗干预下神经元机械特性与分子通路的关联性。

纳米结构表征揭示力学特性改变
AFM三维形貌图清晰显示MPTP导致PC-12细胞骨架塌陷、伪足回缩，杨氏模量升高42%（从1.7 kPa至2.4 kPa），表明细胞刚度异常增加。Que处理组细胞高度恢复至对照组水平，而Que-RL联合组黏附力提升更显著（较单一Que组增加35%），提示红光可能增强细胞膜受体功能。

分子机制解析
生物实验证实Que通过下调ROS 58%、抑制caspase-3激活减少细胞凋亡。联合治疗组α-synuclein聚集减少62%，且微管蛋白β-tubulin表达量恢复至对照组90%，说明RL可能通过调节细胞骨架动力学增强Que的神经保护作用。

结论与展望
该研究开创性地从细胞力学角度证实：Que与630 nm RL协同作用可通过双重调控——既改善细胞物理特性（降低刚度、增强黏附），又抑制α-synuclein病理聚集，从而更有效逆转MPTP诱导的神经元损伤。这不仅为PD的联合治疗策略提供了实验依据，更建立了AFM力学参数作为疗效评估的新标准。未来研究可进一步优化RL照射参数（如剂量、周期），并探索该方案在血脑屏障穿透性等临床转化问题中的应用潜力。