不同粒径Fe3O4磁性纳米粒子对小胶质细胞炎症反应的抑制作用及其机制研究

Owing to the excellent advantages of magnetic orientation, bio-compatibility, and biodegradability, magnetic nanoparticles (MNPs) are widely applied in clinical diagnosis, cancer therapy, targeting drug delivery, and tissue engineering, which provide novel opportunities for human disease treatments. Microglia, a type of immune cells in central nervous system, are mainly activated by inflammation that triggered multiple neurodegenerative disease. In this project, we will use water-soluble Fe3O4 magnetic nanoparticles (MNPs) to suppress LPS-induced microglial inflammation; establish the relationship between the size of MNPs and the effect of anti-inflammatory activity, optimizing the therapeutic proposal; further explore the autophagy-related mechanisms of MNPs by utilized the cell, animal models, and the advanced technologies in materials, medicine, molecular biology fields. This project is expected to reveal the potential activities of MNPs themselves, and reveals the mechanism related to LPS-induced inflammation, providing a new approach for the development of nanomedicine and the therapy of neurodegeneration in the future.

磁性纳米粒子因具有良好的磁导向性、生物相容性和生物可降解性等优势，具有广泛的应用价值，尤其在生物分离、临床诊断、肿瘤治疗、靶向运输和组织工程领域，给人类疾病的治疗带来新的契机和希望。小胶质细胞是中枢神经系统内的免疫细胞，其过度活化导致的炎症反应会诱发多种神经退行性疾病。本项目拟采用脂多糖诱导的小胶质细胞炎症模型，考察水溶性Fe3O4磁性纳米粒子(MNPs)对炎症反应的抑制作用；比较不同粒径MNPs抗炎效果的差异，优化给药方案；并利用细胞、动物模型结合材料、医药、分子生物学检测手段，深入探讨其自噬相关机制。本项目的实施有望从材料本身的角度揭示其潜在活性，明确疾病相关的重要机制，为纳米药物的研发和神经退行性疾病的治愈提供理论基础。

小胶质细胞是中枢神经系统内的免疫细胞，其过度活化导致的炎症反应会诱发多种神经退行性疾病，如阿尔茨海默症、缺血性脑中风、神经炎症等。在本项目的资助下，项目负责人薛雪课题组成果发展了一系列纳米生物材料，它们在脂多糖诱导的脑部神经炎症、阿尔兹海默症转基因小鼠、大鼠永久性脑缺血模型中，显示出了对小胶质细胞炎症反应的抑制作用，显示出纳米材料在炎症抑制、神经保护等方面优越的生物学活性。研究结果表明，我们所研发的新型磁性纳米颗粒，在特定的尺寸效应及化学修饰下，能够有效抑制神经炎症，实现了小胶质细胞M1型极化向M2型极化的转变，还能够减少大鼠的脑缺血面积及其运动协调能力，显示出了良好的治疗潜质。与此同时，我们还就纳米材料在脑部炎症应用过程中，能否透过血脑屏障及实时监控的这两个难题进行了深入研究，设计了一系列具备更优越性能的纳米载药系统及AIE分子探针。本项目的实施从材料本身的生物活性出发，明确疾病相关的重要机制，解决了给药过程中的关键问题，为纳米药物的研发和神经退行性疾病的治愈提供了新的策略。在本项目的资助下，课题组在3年内共发表了包括Science Advances, Nature Communications在内的6篇高水平SCI论文，申请了4项专利，并撰写了1部英文著作。

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