抗坏血酸功能化二氧化硅纳米颗粒通过调控氧化应激和神经递质代谢改善大鼠脑功能损伤

针对氧化应激导致的中枢神经系统损伤问题，研究人员创新性地将抗坏血酸(AA)嫁接至二氧化硅纳米颗粒(SiO2 -NPs@AA)，通过体外自由基清除实验(DPPH/OH˙)和体内大鼠模型证实，该纳米复合物能显著提升SOD/CAT/GSH活性、降低MDA水平，并恢复AChE和MAO正常功能，为神经退行性疾病治疗提供了新型纳米递送策略。

　　

论文解读
在神经退行性疾病和脑损伤的研究中，氧化应激始终是困扰科学界的核心难题。大脑作为高耗氧器官，其富含的多不饱和脂肪酸和铁离子使其极易受到活性氧(ROS)攻击，而内源性抗氧化系统如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)一旦失衡，将引发神经元凋亡和认知功能障碍。传统抗氧化剂如抗坏血酸(维生素C)虽能中和自由基，却面临化学稳定性差、生物利用度低等瓶颈。如何突破这些限制，实现抗氧化剂的精准递送和长效保护，成为神经科学和纳米医学交叉领域的关键挑战。

针对这一科学难题，来自突尼斯的研究团队在《Nano TransMed》发表创新成果。他们设计出抗坏血酸功能化二氧化硅纳米颗粒(SiO₂
-NPs@AA)，通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和透射电镜(TEM)证实成功嫁接，并系统评估了其对抗H₂
O₂
诱导的大鼠脑损伤的效果。研究采用Wistar大鼠模型，设置10组对照（包括单纯H₂
O₂
组、游离AA组及不同剂量纳米颗粒组），通过检测脑组织酶活性、氧化标志物和神经递质代谢酶，揭示了纳米复合物的多重保护机制。

关键实验方法
研究通过超声分散法制备SiO₂
-NPs@AA，利用HEPES缓冲液(pH 9.5)实现AA共价嫁接；采用DPPH/OH˙自由基清除实验和铁螯合能力测试评估体外抗氧化活性；建立H₂
O₂
诱导的大鼠氧化应激模型，分组给予不同干预；通过分光光度法检测脑组织SOD、CAT、GSH、MDA等指标；运用Griess法测定NO水平，Ellman法分析AChE活性。

研究结果解析
3.1 纳米颗粒表征
FTIR谱图中1755 cm^-1
处新出现的羰基峰(C=O)证实AA成功嫁接。TEM显示SiO₂
-NPs@AA粒径增大(30→50 nm)，这种聚集态反而增强自由基捕获能力。

3.2 抗氧化性能突破
SiO₂
-NPs@AA展现出接近游离AA的DPPH清除率(IC₅₀
0.77 vs 0.67 mg/mL)，其OH˙清除能力和铁螯合效应(IC₅₀
0.007 mg/mL)显著优于裸纳米颗粒，归因于AA的缓释特性和表面富集效应。

3.3 神经保护效应

• ALP活性：H₂
  O₂
  组ALP活性降低58%，而SiO₂
  -NPs@AA(100 mg/kg)使其恢复至对照组90%，表明其促进神经蛋白合成。
• 氧化标志物：纳米复合物使海马区MDA从32.76降至21.06 nmol/mg，GSH从1.68回升至11.74 nmol/mg，逆转了脂质过氧化损伤。
• 酶系统调控：显著提升SOD(13.85→29.49 U/mg)和CAT(2.49→15.07 nmol H₂
  O₂
  /min/mg)活性，优于游离AA治疗组。
• 神经递质代谢：将AChE活性提升8倍(1.09→8.84 μmol ATTh/min/mg)，同时抑制MAO-A/B过度活化(MAO-B从42.10降至25.18 μmol ATTh/min/mg)，证实其双重调节胆碱能和单胺能系统。

结论与展望
该研究开创性地证明SiO₂
-NPs@AA通过三重机制发挥作用：物理屏障减少ROS侵袭、化学递送AA增强内源性抗氧化防御、调控神经递质代谢关键酶。其优势在于：① 纳米载体延长AA半衰期，解决传统维生素C易降解问题；② 靶向纠正NO/cGMP信号通路异常；③ 双向调节MAO和AChE，这对阿尔茨海默病(β淀粉样蛋白沉积伴胆碱能缺陷)和帕金森病(多巴胺能神经元丢失)的联合治疗具有启示意义。未来研究可进一步优化粒径以增强血脑屏障穿透性，或共载其他神经营养因子构建多功能纳米平台。这项成果为氧化应激相关脑疾病的纳米干预策略提供了扎实的实验基础。