在過去的幾十年里，隨著人們預期壽命的延長，阿爾茨海默病及相關癡呆（Alzheimer's disease and related dementias，ADRD）的流行率不斷上升。2016年，全球ADRD的患病人數(shù)為4380萬，比1990年的2020萬增加了117%。由ADRD導致的死亡人數(shù)也從增加了148%，此外，ADRD成為2016年全球第三大傷殘調整壽命年（DALY）來源，占所有年齡人口DALY的1.2%。

盡管阿爾茨海默?。ˋlzheimer's disease，AD）的疾病負擔令人擔憂，且仍然以驚人的速度增加，但是目前對于AD的治療手段仍然十分有限。目前主要的治療藥物多是間接改善患者認知功能、緩解精神癥狀，少有直接靶向AD病因（異常的Aβ、磷酸化Tau蛋白沉積）的藥物，且這些藥物可能伴有包括肝損傷在內的不同程度的副作用。

神經干細胞（Neural Stem Cells，NSCs）具有多向分化潛能。移植外源性的NSCs，或者充分調動體內的NSCs，使其替代或修復原有的神經元功能，有望治療中樞神經系統(tǒng)退行性病變。

手性納米顆粒（nanoparticles，NPs）具有特殊的光學信號響應作用，且具有較好的生物相容度，可以被細胞內吞，進而調控包括細胞表面離子通道在內的生命活動。

近日，江南大學食品學院生物界面與生物檢測研究所匡華教授、孫茂忠研究員團隊在 Advanced Science 期刊發(fā)表了題為：Chiral Nanoparticles Force Neural Stem Cell Differentiation to Alleviate Alzheimer's Disease 的研究論文。

該研究發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)基中添加手性納米顆粒，并同時照射圓偏振光（circularly polarized light），可以大幅促使小鼠神經干細胞向神經元方向分化，降低阿爾茨海默病模型小鼠腦脊液中的病理蛋白水平，改善空間認知能力。這項新發(fā)現(xiàn)有望為阿爾茨海默病的干細胞治療提供新思路。

成體神經干細胞（NSCs）主要分布在海馬區(qū)域顆粒下層、腦室下區(qū)，具有自我更新、分化、遷移潛能。該研究發(fā)現(xiàn)，NSC與手性納米顆粒（NPs）共培養(yǎng)，同時照射圓偏振光，可上調NSC神經元特異基因的表達水平，促進NSC向神經元方向分化。并且，這一促分化作用在L-type NPs+左旋圓偏振光組更加明顯。

不同條件下NSC的轉錄因子表達水平差異

不同條件下，NSC的神經元標記物Map2、c-Fos表達含量差異

論文通訊作者匡華教授認為，在有圓偏振光（CPL）光照的情況下，手性NPs可以促使NSC向神經元方向分化，具體體現(xiàn)為：細胞突觸生長、神經元相關蛋白表達含量升高、出現(xiàn)典型的鈣離子通道活性。關于L-NPs的促分化作用強于D-NPs，匡華教授認為這可能與L-NPs更易被NSC內吞入胞有關，也可能是L-NPs具有相對更強的生物活性。

為進一步驗證手性NPs聯(lián)合偏振光照射的治療效果，匡華團隊使用PrP-HAPP/hPS1雙轉基因阿爾茨海默病模型小鼠，探究手性NPs聯(lián)合偏振光照射在動物模型上的治療效果。

從組織學層面評估，手性NPs聯(lián)合原偏振光照射治療，顯著降低了小鼠腦脊液及海馬區(qū)域的Aβ、p-tau蛋白含量，提高了小鼠海馬區(qū)域神經元數(shù)目，改善了神經元功能。

手性NPs聯(lián)合偏振光，降低了AD模型小鼠病理蛋白表達量，促進神經元恢復

從行為學層面評估，在水迷宮實驗中，手性NPs聯(lián)合圓偏振光照射治療，顯著降低了AD小鼠確定平臺位置所需的時間，提高了撤去平臺后AD小鼠在原平臺所在象限的停留時間與經過原平臺所在位置的次數(shù)。

不同處理組小鼠水迷宮實驗結果

匡華教授表示，目前的阿爾茨海默病治療藥物，往往生物利用率低，且難以透過血腦屏障作用于中樞神經。相比較于外源藥物，如果能夠調動NSCs，以一種相對溫和的方式持久調控中樞神經系統(tǒng)，直接有效地改善神經元功能，那么這不失為一種治療阿爾茨海默病的新方向。