《Translational Neurodegeneration》：Cholesterol nose-to-brain delivery as a possible therapeutic strategy in Huntington’s disease
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背景：亨廷顿病（Huntington's disease, HD）是一种遗传性显性神经退行性疾病，其特征包括多种病理机制，尤其是脑胆固醇稳态的破坏。在多种HD动物模型中，脑胆固醇生物合成和水平均降低。由于循环胆固醇无法到达大脑，提供外源性胆固醇已被证明可改善H
背景：亨廷顿病（Huntington's disease, HD）是一种遗传性显性神经退行性疾病，其特征包括多种病理机制，尤其是脑胆固醇稳态的破坏。在多种HD动物模型中，脑胆固醇生物合成和水平均降低。由于循环胆固醇无法到达大脑，提供外源性胆固醇已被证明可改善HD表型。然而，用于递送胆固醇的方法具有侵入性，且不易转化为临床实践。方法：研究人员采用冻融法制备胆固醇富集脂质体，并通过单次或重复鼻内给药施用于R6/2小鼠。使用氘代胆固醇（deuterated-cholesterol）区分外源性与内源性胆固醇。通过质谱法测量外源性胆固醇的积累和分布，以及胆固醇前体和代谢物的水平。通过行为测试、实时聚合酶链反应（real-time PCR）分析和突变型亨廷顿蛋白（mutant HTT, muHTT）聚合体的免疫染色来验证脂质体的治疗效果。通过Simoa-Quanterix检测法测量血浆神经丝蛋白水平。结果：研究人员开发并表征了冻融脂质体。随后，他们证明，在鼻内给予胆固醇富集脂质体后，外源性胆固醇可扩散至整个大脑。此外，重复鼻内脂质体治疗可完全恢复认知衰退，并延缓疾病早期协调性和运动障碍以及肌力丧失的发生。胆固醇补充还降低了血浆神经丝轻链（neurofilament light chain, NfL）水平，并促进了muHTT聚合体的清除。结论：这些发现支持胆固醇补充作为HD治疗策略的有效性，并表明鼻脑胆固醇递送具有转化潜力。
**论文解读文章**
亨廷顿病（Huntington's disease, HD）是一种由显性遗传突变引起的神经退行性疾病，其病理机制涉及多种因素，包括脑胆固醇稳态的破坏。在多种HD动物模型中，脑胆固醇生物合成和水平显著降低，且这种紊乱在症状前期即已出现，提示胆固醇失调可能是HD发病的早期事件。由于血脑屏障（blood-brain barrier, BBB）阻止外周脂质进入大脑，脑内胆固醇依赖自身合成，因此通过外源性方式补充胆固醇以恢复脑内胆固醇水平成为潜在治疗策略。然而，既往的胆固醇递送方法（如腹腔注射胆固醇纳米颗粒或纹状体输注）具有侵入性，难以转化为临床实践。为解决这一问题，研究人员探索了非侵入性的鼻内递送途径，利用胆固醇和磷脂酰胆碱组成的脂质体作为载体，通过嗅觉神经上皮绕过BBB直接进入大脑。本研究旨在评估该递送方法在HD小鼠模型中的药代动力学、安全性和治疗效果，并为临床转化提供依据。该论文发表在《Translational Neurodegeneration》。
**主要关键技术与方法**
研究人员采用冻融法制备胆固醇富集脂质体，并通过动态光散射和ζ电位进行表征。以R6/2小鼠（B6CBAF1/J背景，约160个CAG重复的突变亨廷顿基因转基因）为模型，进行单次或重复鼻内给药。使用氘代胆固醇（chol-D6）区分外源性与内源性胆固醇，通过液相色谱-质谱法（LC-MS）和成像质谱法（IMS）检测胆固醇分布与水平。通过新物体识别测试（NORT）、旋转杆测试和握力测试评估认知、运动协调和肌力。采用免疫荧光染色（EM48抗体）定量muHTT聚合体，并通过Simoa-Quanterix检测血浆神经丝轻链（NfL）水平，同时分析胆固醇前体（如链甾醇、7-脱氢胆固醇）和代谢物（24S-羟基胆固醇，24S-OHC）的浓度。
**研究结果**
- **单次鼻内给药胆固醇脂质体在WT和R6/2小鼠中的药代动力学**：单次给药后，chol-D6在嗅球、纹状体、皮层、小脑和海马中持续存在至240小时，且在WT和R6/2小鼠间无显著差异，表明疾病状态不影响外源性胆固醇的分布和滞留。
- **重复鼻内给药胆固醇脂质体在WT和R6/2小鼠中的积累与安全性**：重复给药（每周一次，5-11周龄）后，chol-D6在脑区均匀积累，外周组织无显著蓄积，且WT小鼠体重、认知和运动功能未受影响，证实该方法的耐受性和安全性。
- **胆固醇补充改善R6/2小鼠行为表现**：在9周和11周龄，胆固醇处理的R6/2小鼠在NORT中表现出与WT小鼠相当的认知能力，完全逆转了记忆障碍；在8周龄，握力测试和旋转杆测试显示，胆固醇处理组肌力和运动协调性显著优于对照组，但至10周龄时，运动改善随疾病进展减弱。
- **胆固醇补充降低血浆NfL水平**：重复治疗后，R6/2-liposomes组血浆NfL浓度较R6/2-vehicle组降低27%，提示外源性胆固醇可减轻轴突损伤和神经变性。
- **胆固醇补充减少R6/2脑内muHTT聚合体**：通过EM48免疫荧光染色，胆固醇处理组在纹状体、皮层、海马和嗅球中muHTT聚合体数量显著减少，但聚合体大小未受影响。
- **纹状体胆固醇前体和代谢物分析**：R6/2-vehicle组链甾醇（desmosterol）水平显著低于WT-vehicle组和R6/2-liposomes组，而7-脱氢胆固醇无差异；24S-OHC在R6/2-liposomes和R6/2-vehicle组中均低于WT-vehicle组，与先前研究一致。基因表达分析显示胆固醇合成、外排和代谢相关基因（如Srebp2、Hmgcr、Cyp46a1等）在纹状体中无显著变化。
**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究通过非侵入性鼻内递送胆固醇脂质体，在R6/2小鼠中实现了脑内胆固醇的稳定积累，并显著改善认知、运动功能，减少muHTT聚合体和NfL水平。外源性胆固醇补充量仅占脑内总胆固醇的0.025%，但足以影响代谢活跃的突触池，从而修复神经功能。该方法的优势在于安全性高、转化潜力大，尤其适用于1期临床试验的加速推进。结论部分翻译如下：
总之，研究人员证明了鼻内途径在向HD脑内递送胆固醇并改善多种HD特征方面的全面有效性。该方法具有非侵入性、绕过血脑屏障、并可能实现患者自我给药等优势。此外，脂质体配方具有生物相容性、可降解性、易于放大且符合良好生产规范（GMP）要求，凸显其安全性及临床转化潜力。本研究展示的新发现强化了鼻内胆固醇给药进入临床实践的可能性，为加速1期临床试验提供了有力依据。在健康小鼠和转基因小鼠中观察到的脑区药代动力学和胆固醇积累相似，以及外周无蓄积，表明慢性胆固醇给药具有良好的安全性和耐受性。这些发现将鼻内胆固醇递送定位为一种有前景的治疗策略，不仅适用于HD，也适用于其他与脑胆固醇缺乏相关的神经退行性疾病，如阿尔茨海默病和帕金森病。本研究为未来优化该递送方法、探索其在更多HD动物模型中的疗效，并最终评估其在人类患者中的应用潜力奠定了基础。
