威尔逊氏病,又名肝豆状核变性,是一种因基因突变引起的铜代谢紊乱的常染色体隐性遗传疾病。铜离子的异常积累可导致多种临床表现,包括神经系统症状、肝功能衰竭、精神症状等。而除神经系统和肝脏损害之外,威尔逊氏病患者生殖损害明显但容易被忽视。由于现有的铜螯合剂可以暂时减少细胞内铜,但细胞外铜不断重新进入细胞,导致治疗效果不理想。因此综合协调管理铜代谢的高效重塑至关重要。
在该研究中,研究团队发现负载锌—姜黄素(是姜黄素与锌离子络合形成的金属配位化合物)的细胞外囊泡可以有效降低细胞内铜水平和神经炎症;同时通过激活锌离子转运蛋白以阻断细胞外铜内流。从而为中医药干预威尔逊氏病生殖功能障碍提供了一个关键机制。
研究发现,工程化灵芝细胞外囊泡在细胞内化后从中快速释放的锌—姜黄素可置换形成铜—姜黄素,并释放游离锌离子。在威尔逊氏病模型小鼠中能有效调控细胞内铜和外铜,进而调节下丘脑—垂体—睾丸轴以修复生殖功能障碍。本研究的开展为治疗威尔逊氏病生殖功能障碍的提供了一种有前景的治疗策略。
韩辉、王琪及吴丽敏为文章的共同通讯作者,安徽中医药大学博士研究生王婷婷与硕士研究生卢文贵为共同第一作者。
该文章有两大亮点,一是首次提出使用口服脑靶向纳米材料治疗威尔逊氏病生殖功能障碍;二是首次通过离子交换策略,显著提高了威尔逊氏病伴生殖功能障碍的治疗效果。
《先进科学》杂志创刊于2014年,编辑部位于德国,涵盖材料科学、生物医学、化学、物理学、工程学等跨学科领域。