小干扰RNA（siRNA）具有对致病靶点的高度特异性、高效性，以及候选药物开发的快速、简单性，使得siRNA对中枢神经疾病的治疗具有独特的优势。但是裸露的siRNA 也存在着一些问题，比如粒径小，容易被肾脏过滤；稳定性差，易被血液中的核酸内切酶水解，免疫细胞的吞噬降解；虽然siRNA 本身在沉默基因时具有强的靶向性，但是它在传递过程中没有靶向性，这就可能造成一些靶外效应，产生一些无法估计的不良反应；此外，还有上文提到了递送障碍，siRNA 带负电荷，很难穿透血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）和靶细胞，无法彻底发挥出siRNA 的基因沉默作用，即使siRNA 进入细胞内，也没有办法逃逸内涵体和溶酶体。因此siRNA 需要一个合适的载体，来克服其自身存在的缺点。随着纳米技术的发展，载体的种类变得多样化，这为实现siRNA 药物脑部递送提供了可能。
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纳米药物载体的核心成分包括各种各样的材料，如脂类、聚合物和金属，它们可以封装具有不同化学性质的分子。此外，这些纳米颗粒可以促进生物活性分子的保护和传递，从而降低其潜在毒性，进而提高其溶解性、稳定性、生物分布和药代动力学。封装在纳米颗粒中的内容物广泛，分子范围从小分子、多肽、蛋白质到遗传物质。对于慢性中枢神经系统疾病至关重要的是，纳米颗粒能将生物活性分子传递到难以到达的组织中。
1、脂质纳米颗粒
脂质体纳米粒具有两亲性、生物利用度高以及易于生物降解等特性，其磷脂双层结构类似生理膜，更易透过BBB将治疗分子递送入脑。 研究显示在脂质体表面修饰如：转铁蛋白、葡萄糖和特定肽等配体，可以提高其脑靶向能力。此外多功能脂质体具有双重靶向作用，并且可精确分布于大脑中，已被用于顺序治疗AD。研究报道，抗Aβ 单克隆抗体包被的纳米脂质体能附着在 AD脑尸检样本中的 Aβ 斑块上，为使用这种脂质体作为潜在的疾病诊断和治疗提供了证据。为了防止阳离子纳米颗粒的细胞毒性，使用聚乙二醇（PEG）—脂质体（阴离子）和靶向肽（阳离子）构建了阴离子siRNA 纳米复合物，通过使用这些纳米复合物可实现针对 BACE1的抑制，延缓 AD 的发生与发展。此外脂质纳米颗粒也可以高效搭载其他药物靶向进入脑内以缓解病情，通过合成含有姜黄素衍生物和BBB转运介质的多功能脂质体，对AD 患者死后大脑样本的解剖分析表明，姜黄素衍生物脂质体和姜黄素衍生物抗TrF 脂质体对 AD 患者死后大脑样本中的淀粉样沉淀物具有高度亲和力。
2、聚合物纳米颗粒
聚合物载体通常带有正电荷，与带负电荷的BBB有静电的相互作用，可以通过吸附介导机制跨越BBB；此外聚合物载体易进行结构调整，经靶向内皮细胞上高表达受体的特异性配体修饰后，还可以通过受体介导的作用透过BBB。反义寡核苷酸可以封装在葡萄糖安装的聚合物纳米颗粒中，该聚合物纳米颗粒可以与葡萄糖转运蛋白-1 偶联，这些反义寡核苷酸靶向APP 或其加工酶的信使 RNA，从而达到了降低毒性Aβ水平的目的。有学者构建了一种用于治疗AD 的多功能纳米颗粒（Rapa@DAK/siRNA），该纳米颗粒以橙黄网孢盘菌凝集素和Aβ 结合肽修饰的聚乙二醇化树突聚赖氨酸为基础，通过鼻内给药以实现 β-前体蛋白切割酶-1的siRNA 与雷帕霉素共同递送到脑内，这种聚合物纳米颗粒经鼻内给药后被证实可改善转基因 AD 小鼠的认知能力。树枝状聚合物如PI 、聚赖氨酸和碳硅烷等，可有效将 siRNA递送至用位点，是基因治疗神经退行性疾病的关键递送系统。研究报道，将组氨酸和精氨酸偶联在聚酰胺树状大分子上，由于多胺树状大分子具有抗炎特性，该递送系统有强的BBB渗透和显著的蓄积作用，这表明其可能用于炎症性AD的基因治疗。
3、金属及金属氧化物纳米颗粒
纳米金属制剂也被用于中枢神经系统药物的靶向给药研究。氧化铈（CeO2）纳米颗粒具有自由基清除、抗干扰和抗凋亡的活性，铈的各种价态（氧化还原状态）均具有自由基清除活性，可用于创造抗氧化微环境和促进脑细胞修复的作用。研究表明，直径小于 5 nm 的 CeO2 纳米颗粒通过其超氧化物歧化酶模拟和过氧化氢酶模拟其活性，通过氧原子的可逆结合和在其表面上的Ce3＋（还原）和Ce4＋（氧化）状态之间的转换，CeO2 纳米颗粒展现出了强大的氧自由基清除能力。而金纳米颗粒已经被探索作为一种潜在的抗 Aβ 治疗药物，有学者设计和制备了直径为3.3 nm 的L-和D-谷胱甘肽稳定的金纳米颗粒，这2种手性纳米颗粒都能抑制APP与 Aβ42 的聚集，并在静脉注射后穿过BBB，且无明显毒性。与 L3.3 对映体相比，D3.3对 APP 与Aβ42具有更大的结合亲和力和更高的脑生物分布，对 AD 模型小鼠的 Aβ42 纤颤有更强的抑制作用，并更好地挽救行为损伤。研究发现在神经衍生的SK-N-MC细胞模型中，一个新的金纳米粒子（NPAus）家族可降低单纯疱疹病毒1型（HSV-1）诱导的β⁃分泌酶活性，减少Aβ 积累。而且NPAu G3-S8可聚集于小鼠脑部，透过BBB，是治疗HSV-1感染和Aβ相关神经元疾病的前景药物。
4、与 siRNA 纳米颗粒耦合的多级纳米载体
缺氧聚集的 Aβ积累是AD 的一个关键致病事件，它由APP 通过BACE1和γ-分泌酶的连续裂解产生。鉴于 BACE1 在 Aβ 生成过程中的关键作用，抑制其酶活性可以减少Aβ 的产生，因此 BACE1 被视为是一个很好的治疗靶点。使用表达 siRNA 的慢病毒载体降低 BACE1 水平可减少 AD 小鼠中 Aβ 的产生以及改善神经变性和行为缺陷。siRNA 通过特异性沉默BACE1对AD治疗有很大的前景。然而，由于BBB的存在和缺乏有效的 siRNA 脑传递方法限制了这一治疗策略。有研究通过开发了一种糖基化的“三相互作用”稳定的聚合siRNA 纳米药物（Gal-NP@siRNA），在 APP/PS-1 转基因AD小鼠模型中靶向BACE1。 Gal-NP@siRNA 表现出优越的血液稳定性，可以通过血糖控制的葡萄糖转运体-1 介导的转运有效地穿透BBB，从而确保 siRNA 降低 BACE1 的表达并改变相对通路，给予Gal-NP@siBACE1 恢复了AD小鼠认知能力，而且没有明显的不良反应。实验还发现Gal-NP@siRNA纳米药物具有较高的大脑积累作用。Gal-NP@siBACE1 降低了BACE1的表达，导致 Aβ 斑块水平降低，以及抑制磷酸化 tau 蛋白水平和受损髓鞘再生的额外好处。这些积极的病理生理效应可能有助于恢复 Gal-NP@siBACE1 处理的转基因小鼠的认知能力。目前，许多 BACE1的小分子抑制剂还处于临床前或临床研究的不同阶段。然而，有研究结果显示，抑制 BACE1 对突触功能和认知产生了不良影响。
参考资料
[1]梁文丹琪,郝梦琪,古源楷,等.纳米医学结合靶向基因治疗阿尔茨海默病的现状、挑战与未来[J].海军军医大学学报,2024,45(06):748-755.
[2]苏峰,熊峰,曹俊如,等.基于穿透血脑屏障的siRNA纳米递药系统研究进展[J].中国药学杂志,2024,59(04):285-295.
作者简介：小米虫，药品质量研究工作者，长期致力于药品质量研究及药品分析方法验证工作，现就职于国内某大型药物研发公司，从事药品检验分析及分析方法验证。
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