第一作者:  Wei Liu, Hui Zhang

通讯作者:  Yan Sun

通讯单位:  天津大学

研究内容：

光氧化已成为抑制阿尔茨海默病β-淀粉样蛋白(Aβ)纤维生成的有效途径，这涉及到光氧化剂对Aβ的氧化修饰。然而，目前的光氧化剂的局限性，如低生物相容性和对Aβ的低亲和力，阻碍了光氧化策略的进展。作者以与Aβ具有结合亲和力的人血清白蛋白(HSA)为平台，制备了HSA稳定的金纳米团簇(Au NCs@HSA)，进一步用乙二胺对Au NCs@HSA进行修饰，生成碱化的HSA(HSA-b)稳定的Au NCs。碱化复合材料Au NCs@HSA-B对β-淀粉样蛋白形成和活性氧化物种生成的抑制能力明显高于Au NCs@HSA。除了抑制作用外，在近红外(NIR)激光照射下，Au NCs@HSA-B产生单线态氧来氧化Aβ单体，明显减轻了Aβ介导的神经毒性。体内研究表明，NIR激活的Au NCs@HSA-B通过降低Aβ负担，促进了转基因线虫菌株CL2006的寿命延长。这种设计良好的Au NCs@HSA-B整合了抑制、Aβ靶向和光氧化，为开发基于蛋白质的光氧化剂对抗阿尔茨海默病β-淀粉样蛋白提供了新的见解。

示意图1

要点一：

设计并制造了HSA稳定的Au NCs作为一种有效的Aβ抑制剂和光氧化剂。在此设计中，天然Aβ抑制剂HSA，作为还原剂制造Au NCs@HSA，导致光氧化功能引入系统。

要点二：

然后，通过表面化学修饰增强Au NCs@HSA的抑制和ROS生成能力，生成Au NCs@HSA-B。广泛的生物物理和生物学分析表明，Au NCs@HSA-B能有效抑制Aβ纤维化，减轻Aβ诱导的细胞毒性，具有比Au更高的抑制作用。

要点三：

更重要的是，在NIR激光照射下，Au NCs@HSA-B产生的¹O₂可以氧化Aβ单体，从而通过光氧化抑制途径上的Aβ纤维化。结果表明，在NIR激光照射下，Au NCs@HSA-B能有效地减少CL2006的Aβ沉积，显著延长了的寿命。这项工作已经铺平了NIR激光介导治疗Aβ相关的有效光氧化剂的新方法。

图1：Au NCs@HSA和Au NCs@HSA-B的设计和特性描述。(A)表示Au NCs@HSA和Au NCs@HSA-B的制备示意图。(B)通过光氧化抑制Aβ聚集的示意图 。(C)Au NCs@HSA和Au NCs@HSA-B的透射电镜图像。(D)Au NCs@HSA-B的EDS映射。(E)Au NCs@HSA的三维激发发射矩阵荧光光谱 和Au NCs@HSA-B。(F)HSA、Au NCs@HSA和Au NCs@HSA-B的紫外-可见光谱。(G)Au NCs@HSA-B的Au4f的XPS谱。(H)不同样品的FTIR谱。(I)HSA、Au NCs@HSA和Au NCs@HSA-B的CD谱。

图2：Au NCs@HSA和Au NCs@HSA-B对Aβ纤维生成的抑制作用。

图3：在NIR激光照射下，Au NCs@HSA/Au NCs@HSA-B产生ROS水平。

图4：NIR激活的Au NCs@HSA-B来抑制Aβ聚集。Aβ(25 μM)与Au NCs@HSA-B(25μg/mL)混合，加/不加NIR激光(NIR激光功率密度，2W/cm²)处理，然后孵育48小时。

图5：用转基因线虫菌株CL2006进行的体内实验。

参考文献

Wei Liu , Hui Zhang , Xiaoyan Dong , Yan Sun , Composite of gold nanoclusters and basifified human serum albumin signifificantly boosts the inhibition of Alzheimer’s β-amyloid by photo-oxygenation, Acta Biomaterialia 2022.

Doi:10.1016/j.actbio.2022.03.019.