近日，我校郑直教授、何伟伟教授和美国约翰斯霍普金斯大学医学院毛晓波教授、清华大学化学系李艳梅教授相助，在纳米酶用于神经疾病治疗方面取得新进展。相关研究结果以“Nanozyme scavenging ROS for prevention of pathologicα-synuclein transmission in Parkinson’s disease”为题发表于纳米科学领域著名杂志《Nano Today》（Nano Today，2021，36, 101027, DOI: 10.1016/j.nantod.2020.101027）。

帕金森病(Parkinson’sdisease，PD)，是第二大常見的神經退行性疾病，老年人多見，我國65歲以上人群PD的患病率大約是1.7%。帕金森病特征是路易體中的α-突觸核卵白異常聚集和積累。盡管一些帕金森病例與家族性PD相關，但大多數病例是散發性，至今確切病因不明，尚無有效的治療和預防辦法。近年來，德國著名學者Braak提出的分期理論顛覆了對PD的認知。該理論認爲，病理性α-突觸核卵白是一種類似病毒的卵白，在PD大腦中可從一個區域傳播到另一個區域，從而加重了PD病理演化。許多新的研究讲明，氧化應激水平升高是導致病毒樣α-突觸核卵白擴散的關鍵誘因。那麽，如果找到一種能夠有效降低氧化應激水平且生物兼容性好的納米质料，可能會抑制病理性α-突觸核卵白的擴散，無疑會對減輕PD發病具有重要作用。

針對這一跨學科交织的挑戰性難題，鄭直教授與何偉偉教授團隊結合前期在貴金屬納米酶方面的多年研究積累，與美國約翰斯霍普金斯大學醫學院毛曉波教授、清華大學化學系李豔梅教授相助，設計了一種具有良好生物兼容性的PtCu合金納米酶。抗氧化實驗讲明，PtCu納米酶具有類過氧化氫酶、類過氧化物酶和類超氧化物歧化酶等多重模擬酶活性以及清除自由基的能力，這使PtCu納米顆粒成爲抑制活性氧物種産生的精彩抗氧化劑。爲了評價PtCu納米顆粒在體外和體內的生物活性，他們進一步建设了α-突觸核卵白預制纖維體（PFF）誘導的帕金森疾病模型。體外細胞實驗讲明在神經元培養物中添加PFF會引起ROS水平提高，α-突觸核卵白積聚、病理性和神經毒性，而PtCu納米酶能顯著減少由PFF誘導引起的ROS水平、α-突觸核卵白病理性和神經毒性，重要的是能阻斷病理性α-突觸核卵白細胞間的傳播。基于建设的小鼠散發性PD模型，體內實驗讲明，PtCu納米酶處理顯著阻止了α-突觸核卵白從紋狀體向黑質的擴散。這是第一次發現並證實納米酶可以阻斷α-突觸核卵白的擴散，爲納米酶在PD疾病治療中的應用提供了新战略。該研究關于納米酶在阻止α-突觸核卵白的應用有望爲阿爾茨海默病等其他神經退行性病變提供治療和預防參考。

我校2015級本科生毛遠洋（現爲河南大學研究生，指導老師何偉偉）和清華大學博士劉雨青爲該論文的配合第一作者，鄭直教授、何偉偉教授和美國約翰斯霍普金斯大學醫學院毛曉波教授、清華大學化學系李豔梅教授爲該論文的配合通訊作者。該研究获得了國家自然科學基金、河南省高層次人才特殊支持計劃、河南省高校科技創新團隊、科技部重點研發計劃等項目的支持。

圖：PtCu納米酶清除活性氧物種和阻止病理α-突觸核卵白細胞間傳播機理圖