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可生物降解的微膠囊提供神經生長因子以生長新的神經元

可生物降解的微膠囊提供神經生長因子以生長新的神經元
  • 新設計的可生物降解微膠囊促進大腦海馬區新神經元的發育。

  • 這些膠囊提供神經生長因子(NGF),這是神經元生長所需的勝肽。  

  • 先前的研究發現,向患有神經退化性疾病的人的大腦輸送神經生長因子,但在實踐中很難做到。 這項研究的微膠囊將 NGF 直接輸送到所需位置。

  • 透過此方法將 NGF 遞送至大鼠海馬神經元可促進神經元生長,增強神經突分支以形成新的軸突和樹突(神經元的功能元件),並形成功能性突觸。

  • 如果應用於人類,這可能會逆轉許多神經退化性疾病。

本文發表在斯科爾科沃科學技術研究所(Skoltech)新聞上: 

Skoltech 的研究人員及其同事在體外實驗中證明,奈米工程可生物降解微膠囊可以引導海馬神經元的發育。 微膠囊提供神經生長因子,這是一種神經元生長必需的勝肽。 描述這項工作的論文發表在期刊上 藥劑學.

許多可導致嚴重疾病的神經退化性疾病與大腦中生長因子水平的耗盡有關,生長因子是幫助神經元生長、增殖和存活的神經肽。 一些阿茲海默症和帕金森氏症的臨床研究表明,將這些生長因子傳遞到特定的退化神經元可以產生治療效果。 但實際操作起來卻相當困難; 當全身服用時,作為一種典型的藥物,它們可能難以穿透血腦屏障並產生嚴重的副作用。 使用病毒作為基因治療的一種形式來傳遞它們意味著一旦開始治療就無法輕易停止,這也導致了安全問題。

Skoltech 和倫敦瑪麗女王大學的 Olga Sindeeva 和 Gleb Sukhorukov 與他們的同事一起,決定嘗試使用平均尺寸為 2 至 3 微米的微膠囊形式的靶向遞送,將其中一種神經肽——神經生長因子( NGF ),直接到達所需位置。 為了生產膠囊,團隊使用了聚-L-精氨酸和葡聚醣以及逐層技術,顧名思義,沉積非常薄的薄膜,逐層形成膠囊。 早期的研究表明,這些膠囊具有生物相容性,可以在組織切片和囓齒動物中正常發揮作用,並且沒有可檢測到的副作用。

「透過逐層 (LbL) 技術進行封裝的優勢首先在於其多功能性,這意味著可以根據膠囊外殼定制不同的功能並容納各種貨物。此外,與許多其他封裝方法不同, LbL 封裝是在水性條件下進行的,這與一些勝肽、蛋白質,特別是生長因子等脆弱分子絕對相容,」Sukhorukov 說。

在他們的新實驗中,研究人員使用了大鼠海馬神經元的培養物,並在添加微膠囊後進行了研究。 事實證明,注入其中的 NGF 顯著促進了神經元的生長,而且這種新的生長不是任意的,而是針對微膠囊簇的。 NGF 也增強了神經突分支,這個過程導致軸突和樹突(神經元的主要功能元件)的形成。 最後,用微膠囊中的 NGF 處理的神經元能夠形成功能性突觸。 如果這種方法在臨床應用中有效,這可能意味著在許多疾病中觀察到的神經退化性病變的逆轉。

「LbL 微膠囊的特性可以根據應用進行調整。因此,生物相容性、降解和控釋取決於膠囊殼成分中使用的聚合物的選擇。控釋也可以透過外部刺激來實現,例如超音波、雷射、或磁場,」格列布·蘇霍魯科夫指出。

該團隊計劃測試他們的 NGF 控制釋放技術,以促進神經損傷後的快速恢復。 早期的研究還表明,類似的方法可以與其他生長因子一起使用,例如鹼性成纖維細胞生長因子,這是一種參與胚胎發育和組織修復等一系列生物過程的蛋白質。

這項研究發表於 藥劑學 2020 年 12 月。 



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