一种壳聚糖纳米颗粒双重递送神经保护性氨基酸治疗脑缺血损伤的研究

本研究针对血脑屏障（BBB）限制神经保护性氨基酸（如甘氨酸和脯氨酸）递送的难题，开发了一种可同时负载两种氨基酸的壳聚糖纳米颗粒（AA-NPs）。通过体外和体内实验证实，AA-NPs能有效穿透BBB，显著减少缺血再灌注（I/R）损伤后的神经元死亡，为缺血性脑卒中的治疗提供了创新性递送策略。

　　

脑卒中是全球致死和致残的首要原因，其中缺血性脑卒中占比高达80%。尽管神经保护性药物如甘氨酸（Gly）和脯氨酸（Pro）在动物模型中显示出修复中枢神经系统（CNS）损伤的潜力，但其临床应用却因血脑屏障（BBB）的严格选择性而受阻。BBB由内皮细胞紧密连接构成，像一道“智能门禁”，仅允许特定物质通过，导致许多大分子药物和氨基酸难以进入脑组织。例如，Gly通过调节NMDARs的非离子型活性激活Akt通路发挥神经保护作用，Pro则通过ANX6/β₁
整合素/Akt信号通路改善神经功能，但这些氨基酸的BBB穿透率极低。如何突破BBB限制，实现高效递送，成为治疗脑缺血的关键科学问题。

针对这一挑战，青岛大学医学院的研究团队在《Molecular and Cellular Neuroscience》发表了一项创新研究。他们利用离子交联法开发了一种壳聚糖纳米颗粒（AA-NPs），可同时负载Gly和Pro，并验证了其在细胞和动物模型中对缺血性脑损伤的保护作用。研究结果显示，AA-NPs能显著提升脑内Gly和Pro水平，减少神经元死亡，为多氨基酸联合治疗缺血性卒中提供了新思路。

关键技术方法
研究采用离子交联法制备AA-NPs，通过透射电镜（TEM）和动态光散射（DLS）表征其粒径（约200 nm）和形态。体外实验使用氧糖剥夺（OGD）模型模拟缺血损伤，体内实验采用大鼠大脑中动脉闭塞（MCAO）模型。通过高效液相色谱（HPLC）检测脑组织氨基酸浓度，TUNEL染色和免疫荧光评估神经元存活率。

研究结果

1. 纳米颗粒表征：AA-NPs呈球形，粒径分布均匀（198.7±3.2 nm），Zeta电位为+28.6 mV，适合穿透BBB。
2. 氨基酸递送效率：HPLC证实AA-NPs组脑内Gly和Pro水平较游离氨基酸组提高3倍，且能维持长效释放。
3. 神经保护效应：在OGD模型中，AA-NPs处理使神经元存活率提升65%；在MCAO大鼠中，梗死体积减少40%，TUNEL阳性细胞数下降50%。
4. 机制探讨：AA-NPs通过激活Akt和抑制HIF-1α/LDHA炎症通路发挥协同保护作用。

结论与意义
该研究首次实现了一种纳米颗粒双重递送Gly和Pro的突破。AA-NPs不仅解决了BBB限制问题，还通过多靶点调控（如Akt和炎症通路）增强神经保护效果。这种策略为其他BBB限制性药物的递送提供了参考，并推动缺血性卒中的精准治疗发展。未来，AA-NPs或可扩展至其他神经疾病（如阿尔茨海默病）的治疗中，具有广阔的临床转化前景。