南京大学/南京鼓楼医院团队:CART 与铈基纳米酶共载 ROS 响应凝胶,协同重塑 AD 氧化-铁死亡微环境

《一、文章背景》

《二、文章创新点》

《三、文章结果》

《四、图文详解》

图1. (CART-CeO2)@HA 用于阿尔茨海默病治疗的机制示意图。(A) 通过静电交联与自交联合成多功能 (CART-CeO2)@HA；(B) (CART-CeO2)@HA 经尾静脉注射递送至 APP/PS1 小鼠脑部。该 ROS 响应型多功能纳米凝胶可共递送 CART 与柠檬酸包覆的 CeO2 纳米酶，兼具 ROS 清除与亚铁离子螯合作用，同时缓解 APP/PS1 小鼠的氧化应激与铁死亡，从而发挥神经保护作用并改善认知障碍。

图2. (CART-CeO2)@HA 的表征、ROS 清除与 Fe2+ 螯合能力测定。(A) CeO2 与 (CART-CeO2)@HA 的代表性 TEM 与 HRTEM 图像；(B) CeO2 的 XRD 图谱；(C) XPS 全谱与 (D) Ce 3d 高分辨 XPS 谱；(E) CeO2、HA 与 (CART-CeO2)@HA 的 Zeta 电位（n=3）；(F) CeO2 与 (CART-CeO2)@HA 的粒径分布；(G) (CART-CeO2)@HA 在不同分散介质中室温放置 7 d 的粒径变化（n=3）；(H) 第 0 天与第 7 天在不同介质中的照片；(I) O2-·、(J) ·OH 清除率与 (K) 总抗氧化能力（T-AOC）；(L) 不同浓度下 (CART-CeO2)@HA 的 Fe2+ 螯合效率。数据以 mean±SD 表示。

图3. (CART-CeO2)@HA 的生物相容性与细胞摄取。(A) 溶血实验结果（n=5），插图为不同浓度处理后的溶血照片；(B) HT22 细胞活力（n=3）与 (C) 活/死荧光图像（培养 3 d，比例尺=100 μm）；(D–F) 不同浓度下细胞摄取效率的流式细胞术及相关分析（n=3）；(G) 荧光图像观察 HT22 细胞对 FITC 标记 (CART-CeO2)@HA 的内化（蓝色：DAPI；红色：phalloidin；绿色：FITC 标记的 (CART-CeO2)@HA），比例尺=20 μm（左）与 10 μm（右）。数据以 mean±SD 表示。

图4. (CART-CeO2)@HA 的体外细胞活力恢复、抗氧化、抗凋亡与线粒体功能修复作用。(A) 不同干预方式下 HT22 细胞活力与 (B) LDH 释放；(C、D) 不同条件下 HT22 细胞内 ROS 清除能力；(E) Annexin V-PE/7-AAD 染色流式细胞术图像；(F) JC-1 流式细胞术检测不同组细胞线粒体膜电位；(G–I) 早期与晚期凋亡具体分析（n=3）；(J) 聚集体与单体比例分析（n=3）。数据以 mean±SD 表示。与 Aβ+PBS 组相比，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。

图5. (CART-CeO2)@HA 对突触结构的神经保护作用及潜在细胞内信号通路。(A) 不同组原代神经元代表性荧光图像（蓝色：DAPI；绿色：PSD-95；红色：MAP-2），比例尺=50 μm；(B) 突触结构相关分子 PSD-95 与 Syn-1 的 Western blot 图像及 (C、D) 表达水平分析（n=3）；(E) 氧化应激与铁死亡相关分子 Nrf2、HO-1、Cox2 和 GPX4 的 Western blot 图像及 (F–I) 表达水平分析（n=3）。数据以 mean±SD 表示。与 Aβ+PBS 组相比，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001；与 Aβ+CART 组相比，##p<0.01。

图6. APP/PS1 小鼠的治疗方案、生物分布、记忆功能障碍缓解与毒性评价。(A) 给药与评价流程示意图；(B) 不同时间点 APP/PS1 小鼠脑部 FITC 标记 (CART-CeO2)@HA（0.5 mg/kg）的荧光成像及 (C) 24 h 主要脏器分布；(D–F) 旷场实验的运动与情绪状态分析（n=8）；(G) 新物体识别实验工作记忆能力（n=8）；(H) Y 迷宫实验（n=8）；(I) 情境恐惧实验情境恐惧记忆能力（n=8）；(J–O) Morris 水迷宫实验的空间导航、学习与记忆能力（n=8）；(P) Morris 水迷宫代表性游泳轨迹；(Q) 治疗 8 周后主要脏器 H&E 染色，比例尺=100 μm。数据以 mean±SD 表示。与 APP+Saline 组相比，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001；与 APP+CART 组相比，##p<0.01。

图7. 治疗后体内 Aβ 沉积减少、神经保护作用增强以及 Fe2+ 与脂质过氧化水平降低。(A) 海马与皮层免疫荧光染色图像（蓝色：DAPI；红色：Aβ；绿色：NeuN），比例尺=500 μm；(B) 海马 Nissl 染色图像，比例尺=500 μm（上）与 50 μm（下）；(C) NeuN/DAPI 比值与 (D) Aβ 斑块面积统计分析（n=3）；(E) ELISA 检测海马与皮层 Aβ1-42 水平（n=6）；(F) Fe2+ 含量、(G) SOD 活性、(H) MDA 水平与 (I) GSH 水平测定（n=6）。数据以 mean±SD 表示。与 APP+Saline 组相比，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001；与 APP+CART 组相比，#p<0.05。