给大脑运药,“取经”狂犬病毒

提到狂犬病,很多人都会立刻回想起小时候被村头恶犬支配的恐惧,如果不小心被咬伤,都会第一时间冲向医院打狂犬疫苗。这样的恐惧也不无道理,毕竟狂犬病的致死率一直居高不下:一旦被病犬咬伤,不加以处理的话就会有一定概率发病。

 

进入人体的狂犬病毒会精确地找到神经细胞,顺着神经纤维一路“爬”到脑部进行大量增殖。不消几个月,人就会出现各种并发症,最终丧失心智在狂乱中死去(可以说只要发病基本就无力回天了)。


通过研究,科学家们关注到,狂犬病毒在感染过程中偏爱对神经细胞“下毒手”,有很强的特异性。而人体内的细胞如恒河沙数,狂犬病毒是如何做到精准排查神经细胞并“定点打击”的呢?

 

原来,狂犬病毒表面含有一系列识别蛋白,其中一种叫做“狂犬病毒糖蛋白29”,简称为RVG29。就是这种“开了挂”的蛋白,不但可以确保狂犬病毒精确地进入神经细胞内部,还能帮助狂犬病毒突破血脑屏障抵达脑部!


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狂犬病毒通过表面糖蛋白与神经细胞表面的乙酰胆碱受体结合,从而向细胞内释放自己的DNA,并在神经细胞中“生产”大量新的狂犬病毒。


最近,来自中国科学院等三个机构的研究者们,就从狂犬病的致病机制中得到灵感,发明了一种可以把药物精确传送到大脑中的纳米颗粒。


他们的设计简单来说就像是“送快递”。

 

要送快递,首先得先把东西包裹起来。狂犬病毒本身毒性太大肯定不能直接拿来用,研究人员将目光转向纳米技术。他们利用一种“双重乳化”技术制作出了一种空心的纳米颗粒,可以将药物包裹在其中。而且这些纳米颗粒被设计成一种在细胞外面非常稳定,只有进入细胞内部才会释放出内在药物的形式。

 

有了“快递包裹”,就该准备发货了!于是,研究者们接下来利用一些化学手段把RVG29“安装”到他们设计的纳米颗粒表面,这就相当于是给快递包裹上写好了送货地址(脑神经系统总部),这快递就能送出去了。

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所谓大胆假设,小心求证。为了测试这样的纳米颗粒是否真能精确靶向神经细胞,研究人员们先在这种纳米颗粒当中包入特殊的荧光染料,然后在体外模拟了人体的血脑屏障,看看这些纳米颗粒能否突破人造血脑屏障,将荧光染料送到体外培养的神经细胞当中。

 

结果证实,带有RVG29的纳米颗粒真就很轻松地就让那些被隔离在人造血脑屏障之中的神经细胞发出了强烈的荧光。

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图为体外模拟结果,直接加染料几乎无法透过血脑屏障(第一列,对照组),而一般的纳米颗粒(第二列)效果远远不如带有RVG29的纳米颗粒(第三列)的穿透效果好,而如果再加入游离的RVG29蛋白,那么这些游离RVG29会和纳米颗粒竞争对应的细胞受体,所以导致纳米颗粒穿透血脑屏障能力下降。


不过体外模拟毕竟和真实的生物体内环境不太一样,于是他们又把包含荧光染料的纳米颗粒注射进了小鼠体内,结果带有RVG29的纳米颗粒相比于一般的纳米颗粒可以让染料进入小鼠脑子的效率提升三倍左右。


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