鞣花酸纳米囊泡在阿尔茨海默病离体模型中挽救LTP损伤及神经炎症

《European Journal of Pharmacology》：Ellagic acid-loaded nanovesicles rescue LTP impairment and neuroinflammation in an AD ex-vivo model

本研究针对阿尔茨海默病（AD）中Aβ1-42介导的突触可塑性损伤和神经炎症问题，开发了负载鞣花酸（EA）的非离子表面活性剂囊泡（EA-NSVs），通过电生理记录和免疫荧光分析发现，EA-NSVs在低剂量下即可有效恢复长时程增强（LTP）并调控小胶质细胞形态及白细胞介素表达，为改善AD病理提供了新型纳米递送策略。

　　

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）作为最常见的神经退行性疾病，正日益成为全球公共卫生的重大挑战。患者表现为学习、记忆和认知功能的渐进性衰退，最终发展为痴呆。目前的主流理论“淀粉样蛋白级联假说”认为，β淀粉样蛋白（Aβ）原纤维和斑块在大脑区域（尤其是海马体）的积累会诱发慢性神经炎症，进而导致神经元死亡以及突触和神经功能的丧失。现有的AD治疗方法多仅能缓解症状，无法延缓疾病进程，而针对Aβ斑块的单克隆抗体疗法则存在争议性副作用。因此，研究者们将目光转向天然多酚类化合物，期望利用其广泛的生物活性开发新型治疗策略。

鞣花酸（Ellagic Acid, EA）是一种天然多酚，广泛存在于水果和坚果中，具有抗氧化、抗炎和神经保护特性。在神经退行性疾病的实验模型中，EA显示出通过调节突触可塑性改善记忆和认知的潜力。然而，EA的水溶性差、首过代谢显著，导致其生物利用度低，严重限制了其临床应用。为克服这一瓶颈，本研究将EA封装于非离子表面活性剂囊泡（non-ionic surfactant vesicles, NSVs）中，形成EA-NSVs，并评估了其在离体AD模型中对海马突触可塑性的影响及神经保护作用。

本研究发表于《European Journal of Pharmacology》，研究人员利用离体海马脑片，通过电生理记录（细胞外场电位记录和全细胞膜片钳记录）和免疫荧光分析等技术手段，系统评价了游离EA及EA-NSVs对Aβ_1-42诱导的突触功能损伤和小胶质细胞介导的神经炎症的挽救作用。实验所用海马脑片取自C57BL/6J小鼠。

3.1. 高浓度鞣花酸调节海马突触可塑性

研究人员首先评估了EA本身对海马突触可塑性的影响。在离体海马脑片中，EA在100 μM浓度下可显著增强theta波刺激诱导的长时程增强（LTP），而在3-30 μM浓度下则未显示效应。配对脉冲比率（PPR）实验表明，EA在所有测试浓度下均未改变基础神经传递，提示EA在高浓度下可影响长时程突触可塑性。

3.2. 鞣花酸逆转Aβ_1-42介导的LTP损伤

在证实Aβ_1-42（200 nM）处理可显著抑制LTP后，研究人员将EA与Aβ_1-42共同孵育脑片。结果显示，EA在10-100 μM浓度下可剂量依赖性地恢复LTP幅度，其中10 μM EA即可产生显著保护效果，而3 μM则无效。这表明EA能有效对抗Aβ_1-42引起的突触可塑性损伤。

3.3. EA正常化Aβ_1-42介导的突触传递变化

通过全细胞膜片钳记录，研究人员进一步探讨了EA对突触传递的保护机制。Aβ_1-42处理增加了配对脉冲比率（PPR），降低了自发性兴奋性突触后电流（sEPSC）的振幅和频率，并提高了AMPA/NMDA受体电流比值，表明其引起了突触前和突触后功能紊乱。EA（10 μM）预处理可防止这些变化，而3 μM则无效，证实EA在有效浓度下能全面保护突触功能。

3.4. EA通过小胶质细胞形态正常化减轻Aβ_1-42介导的神经炎症

免疫荧光分析发现，Aβ_1-42诱导小胶质细胞（Iba1⁺）向促炎表型转化，表现为胞体面积和周长增加、圆形度指数降低以及分支复杂性减少（Sholl分析）。EA（10 μM）处理能完全逆转这些形态学变化，使小胶质细胞恢复至静息状态，表明EA具有抗神经炎症作用。

3.5. EA通过降低IL-6和IL-1β表达减轻神经炎症

研究人员进一步评估了促炎细胞因子IL-6和IL-1β的表达。Aβ_1-42处理显著增加了这两种细胞因子在小胶质细胞中的表达面积和积分密度，而EA预处理则显著降低了它们的表达。共定位分析（Manders’系数）显示EA减少了细胞因子与小胶质细胞的共定位，表明EA通过调节小胶质细胞活化和细胞因子信号传导发挥抗炎作用。

3.6. EA-NSVs的物理化学特性表征

为解决EA生物利用度低的问题，研究人员将EA封装于NSVs中，形成EA-NSVs。动态光散射（DLS）显示EA-NSVs的水合粒径为236 nm，ζ电位为-18.5 mV，多分散指数（PDI）为0.256，表明颗粒均匀。包封效率达40.66%。稳定性测试表明，EA-NSVs在4°C下可稳定储存30天，在人工脑脊液（aCSF）和模拟鼻液（SNF）中能保持结构完整性3小时。透射电镜（TEM）证实了囊泡的球形结构和均匀性。体外释放实验显示EA-NSVs具有缓释特性。

3.7. EA-NSVs在低浓度下对Aβ_1-42介导的LTP损伤表现出神经保护作用

最后，研究人员评估了EA-NSVs的神经保护功效。与游离EA相比，EA-NSVs在3 μM浓度下即可显著恢复Aβ_1-42抑制的LTP，而相同浓度的游离EA无效。EA-NSVs在10 μM时达到药效平台期。空载NSVs对突触可塑性无影响，表明保护作用源于EA的递送改善。

结论与讨论

本研究首次在离体水平证实了EA对Aβ_1-42介导的突触损伤和神经炎症的保护作用，并创新性地采用NSVs封装策略克服了EA生物利用度低的难题。EA通过恢复LTP、正常化突触传递、调节小胶质细胞形态及抑制促炎细胞因子表达，多途径发挥神经保护作用。EA-NSVs在低剂量下即显效，凸显了纳米递送系统在增强药物疗效方面的优势。

这些发现为EA作为AD治疗候选药物提供了坚实的实验依据，并为基于纳米技术的神经药物递送开发提供了新思路。未来研究需进一步开展体内实验，验证EA-NSVs的药代动力学、脑分布及整体治疗效果，并探索其与其他活性代谢物（如尿石素）的协同效应。