鐵蛋白納米酶清除活性氧治療實驗性惡性腦瘧研究獲進展

11月1日，Nano Letters 雜志在線發(fā)表了鐵蛋白納米酶通過靶向腦內(nèi)皮細胞和調(diào)控納米酶發(fā)揮清除活性氧功能，實現(xiàn)治療惡性腦型瘧疾的最新研究成果。研究人員**利用鐵蛋白對腦內(nèi)皮細胞靶向和胞內(nèi)亞定位特性，實現(xiàn)了對鐵基納米酶在腦部發(fā)揮過氧化氫酶活性的調(diào)控。結合鐵蛋白對肝部巨噬細胞的極化調(diào)控特性，實現(xiàn)了對惡性腦型瘧疾模型的有效治療。這是中國科學院生物物理研究所閻錫蘊團隊繼發(fā)現(xiàn)鐵蛋白和納米酶的新特性，并將其用于腫瘤催化診療之后，取得的又一新進展。

瘧疾是一種由原生動物瘧原蟲引起的蚊媒傳染病，全世界每年有2億多病例，40多萬人死亡。在感染人類的5種瘧原蟲中，惡性瘧原蟲常常引起嚴重的癥狀，包括危及生命的神經(jīng)并發(fā)癥——腦型瘧疾。盡管在開發(fā)抗瘧疾藥物和以青蒿素為基礎的聯(lián)合療法方面取得了重大進展，但腦型瘧疾的死亡率仍然高達30%，尤其是兒童。此外，10-24%的腦型瘧疾患者存在神經(jīng)后遺癥，因此需要尋找更有效和更具體的治療方法。

利用惡性腦瘧發(fā)病的特征，是設計治療惡性腦瘧新方法的關鍵。有研究表明，被寄生蟲感染的紅細胞破裂后釋放的游離血紅素產(chǎn)生過量的活性氧，會損害腦內(nèi)皮細胞，進而造成血腦屏障破壞。因此，活性氧可能是腦型瘧疾發(fā)生過程中損害血腦屏障的重要中介物質(zhì)。研究人員針對腦內(nèi)皮細胞中活性氧上升的特點，結合鐵蛋白對腦內(nèi)皮細胞靶向和胞內(nèi)亞定位的特性，及鐵基納米酶在中性條件下的過氧化氫酶催化活性的特點，設計合成了鐵蛋白納米酶（Fenozyme）。在實驗性惡性腦瘧小鼠體內(nèi)，鐵蛋白納米酶通過調(diào)控納米酶發(fā)揮過氧化氫酶活性，保護血腦屏障內(nèi)皮細胞免受活性氧損傷，顯著提高了存活率。同時鐵蛋白納米酶和抗瘧疾主流藥物青蒿素衍生物（蒿甲醚）聯(lián)合給藥可以顯著性減輕惡性腦瘧存活小鼠的腦部炎癥和記憶障礙。這些結果表明活性氧在腦型瘧疾發(fā)生發(fā)展中的重要性，并提示鐵蛋白納米酶聯(lián)合抗瘧藥是一種新的惡性腦瘧治療的有效策略。此外，鐵蛋白使肝臟中的巨噬細胞極化為M1表型，促進血液中瘧原蟲的清除，突出了鐵蛋白納米酶作為腦型瘧疾輔助治療的潛力。

該研究由生物物理所、中科院納米酶工程實驗室閻錫蘊/范克龍課題組完成。其中，閻錫蘊和范克龍為論文通訊作者，生物物理所博士研究生趙帥為論文**作者。副研究員段紅霞和蘇州系統(tǒng)醫(yī)學研究所研究員楊義力為該研究提供了幫助。該研究獲得中科院先導項目、國家自然科學基金項目以及中科院青年創(chuàng)新促進會項目等的資助。