帕金森病(PD)现有疗法无法同时解决α- 突触核蛋白(α-syn)聚集与小胶质细胞介导的神经炎症问题。
2026年3月2日,香港理工大学Wing-tak Wong、Gu Yanjuan共同通讯在Advanced Science(IF=14.1)在线发表题为NIR-II Imaging-Guided Photothermal Activation of a TRPV4-Targeted Nanoplatform Delivering Cycloastragenol to Promote Microglia Reprogramming and α-Synuclein Clearance in Parkinson's Disease的研究论文。
本文构建了一种近红外二区(NIR-II)光诊疗一体化纳米平台CAG/FD1080@MM‑aTRPV4,用于协同调控小胶质细胞功能并实时监测帕金森病病理进程。首先将源自黄芪的生物活性化合物环黄芪醇(CAG)包载于脂质体中,再将该脂质体与负载FD1080光热成像试剂的仿生小胶质细胞膜融合,随后偶联靶向瞬时受体电位香草酸亚型4(TRPV4)的抗体。
基于α‑syn处理的体外小胶质细胞模型与α‑syn过表达小鼠体内模型的研究共同证实,本策略可精准向小胶质细胞递送CAG以重编程细胞代谢,并通过光热激活TRPV4/CaMKKβ/AMPK/mTOR通路维持溶酶体功能,最终增强吞噬作用。
尤为重要的是,包载的FD1080(用于小胶质细胞示踪)与偶联抗α‑syn抗体的吲哚菁绿探针(anti‑α‑syn‑ICG)可实现近红外二区光声‑荧光双模态成像,实时可视化小胶质细胞动态与α‑syn清除过程。本研究率先提出基于中药活性化合物的光热免疫调控策略,为小胶质细胞靶向的帕金森病治疗提供了多功能诊疗平台与全新机制见解。
帕金森病(PD)是第二常见的神经退行性疾病,缺乏能够改变疾病的治疗方法。其发病机制涉及错误折叠的α-突触核蛋白(α-syn)聚集体逐渐积累,这些聚体的有毒寡聚体会引发线粒体功能障碍、突触损伤和内质网应激,同时激活小胶质细胞和星形胶质细胞,从而持续慢性神经炎症。帕金森病领域的最新治疗进展有望解决α合成病,然而,目前的治疗方法无法阻止神经退行性退行,而传统抗炎药(NSAIDs/皮质类固醇)则进一步存在非特异性免疫抑制问题。
尽管神经元是帕金森病病理损伤的最终靶细胞,但一旦疾病扩散,神经元对胞外α‑syn 聚集体的降解能力极为有限。在此背景下,作为中枢神经系统(CNS)专职免疫监视细胞的小胶质细胞扮演着关键的“双刃剑”角色:在帕金森病进展期,小胶质细胞往往无法有效清除毒性聚集体,还会释放神经毒性细胞因子。因此,恢复小胶质细胞的吞噬功能,从“上游”清除致病触发因素,同时避免全身性免疫抑制,是延缓帕金森病进程的核心治疗策略。
小胶质细胞是脑内定居的免疫细胞,可动态监视实质微环境,并通过充当局部吞噬细胞与损伤感受器,对损伤、感染或稳态失衡做出应答。小胶质细胞吞噬是清除神经元来源α‑syn 聚集体的重要降解途径,主要通过 Toll 样受体(TLR)与 LC3 相关内吞作用(LANDO)介导。
然而,LC3脂化缺陷常导致该过程受损,进而加剧神经炎症。前期研究表明,环黄芪醇(CAG)可增强LC3 脂化,改善α‑syn 纤维诱导的自噬损伤,提示其在帕金森病干预中具有良好潜力。此外,小胶质细胞自噬可通过多条通路激活,其中,TRPV家族因在小胶质细胞表面高表达,成为极具前景的治疗靶点。
TRPV4 是 TRP 超家族中一类钙离子通透型、机械敏感与温度敏感型通道,其活性具有环境依赖性,可介导多种生理应答。已有研究证实,激活TRPV4 可上调自噬关键分子 Beclin‑1 表达、提高LC3‑II/I 比值,并增强线粒体自噬核心蛋白 PINK1 与 Parkin 水平,从而促进自噬流与线粒体自噬,改善线粒体功能,助力缺血/ 再灌注损伤修复。相比之下,TRPV4对小胶质细胞自噬的调控作用及其在帕金森病病理中的具体机制仍未被阐明。
光声显微镜(PAM)融合了光学分辨率与声学分辨率模式,可实现脑内多尺度成像。通过将激光激发与超声探测相结合,光声显微镜突破了光学散射限制,既能在浅表脑区提供细胞级分辨率信息,又能实现深层组织穿透,完成体积性病理生理成像。
近年来,光声显微镜技术的进步已可在体全面成像关键神经免疫结构。与之互补的是,近红外二区(NIR‑II,1000–1700 nm)荧光成像已成为无创深层组织诊断的有力手段。通过使用高亮度、高生物相容性探针,近红外二区成像克服了传统光学成像在组织吸收、自发荧光与光子散射等方面的局限,可实现毫米级穿透深度、微米级分辨率与高信噪比成像。
尽管该技术已被用于开发靶向Aβ、CTGF的阿尔茨海默病探针与靶向铜离子的帕金森病动物模型探针,但同时靶向小胶质细胞与α‑syn 的近红外二区荧光/光声双模态成像策略仍未见报道。
PD治疗用小胶质细胞靶向诊疗纳米平台的设计、脑内递送及作用机制探讨(摘自Advanced Science)
本研究构建光热响应型纳米平台(CAG/FD1080@MM‑aTRPV4),结合TRPV4离子通道调控与环黄芪醇(CAG)生物活性,实现小胶质细胞功能的时空精准操控,评估其对帕金森病中α‑syn吞噬与降解的影响。该平台依托脂质纳米粒(LNP)结构克服药物递送难题,采用“双重锁定”靶向机制(仿生小胶质细胞膜包被+抗TRPV4抗体修饰),实现小胶质细胞优先摄取,共包载FD1080与CAG,用于双模态成像引导调控。
其模块化设计针对性解决病理瓶颈,通过光热免疫联合治疗发挥协同效应:CAG抑制炎性细胞因子释放,TRPV4介导的光热门控增强吞噬功能。综上,该平台结合中药活性成分与光热免疫调控,借助双模态成像解析神经免疫动态,为帕金森病治疗提供新型协同疗法与理论思路。
原文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202523380