Nature Nanotechnology丨黄兴禄团队计算设计生物活性纳米结构,实现阿尔茨海默病Aβ聚集体靶向清除

发布者:杨哲作者:发布时间:2026-09-14浏览次数:10


阿尔茨海默病(Alzheimer’s diseaseAD)是最常见的神经退行性疾病之一,β-淀粉样蛋白(amyloid-β)异常聚集形成的纤维和斑块是其重要病理特征。近年来,多种纳米材料被发现能够影响聚集甚至促进预形成纤维解聚,但其作用往往依赖非特异性界面相互作用,在复杂生物环境中容易受到蛋白吸附等因素影响。因此,如何使纳米材料实现对聚集态的特异识别,并进一步对已经形成的聚集结构产生有效调控,是该领域需要解决的重要问题。

近日,GBH贵宾会GBH贵宾会黄兴禄教授团队联合河北工业大学王晖教授、药物化学生物学全国重点实验室刘艺锦研究员,在阿尔茨海默病聚集体靶向清除研究方面取得新进展。研究团队利用AI辅助设计方法筛选识别肽,并将其引入人源铁蛋白纳米笼表面,同时在纳米笼内部构建金纳米结构,形成具有特异识别和聚集体破坏能力的蛋白质-金杂化纳米结构Aβ3FTnAu


1. 计算引导的Aβ3FTnAu蛋白质-金杂化纳米结构设计。

进一步结合晶体结构解析、关键位点验证和分子动力学模拟,研究阐明Aβ3FTnAu聚集体之间的特异性相互作用及其促进聚集体解聚的分子机制。在5×FAD小鼠中,Aβ3FTnAu经系统给药后能够穿过血脑屏障进入脑组织并降低脑内病理负荷,同时改善突触相关表型和认知功能。该研究融合人工智能、结构生物学、分子模拟与纳米医学等多学科手段,将AI辅助设计、蛋白晶体结构解析、分子模拟与实验验证贯穿于靶向纳米结构的设计、优化及机制解析全过程。通过计算方法在实验前预测和筛选识别模块,指导跨血脑屏障纳米结构的理性构建,并结合结构与实验研究阐明其靶向识别和清除机制,实现了从靶点识别、分子设计到纳米递送体系构建的多学科协同。该研究为阿尔茨海默症纳米药物的精准递送提供了新的技术路径,也为纳米医学由经验性筛选向计算驱动、机制导向的理性设计转变提供了新思路。

2. Aβ3FTnAu破坏聚集体、蛋白结构特征及其脑内靶向清除聚集体。

 

相关研究成果以“Computationally guided design of bioactive nanostructures for targeted clearance of amyloid-β aggregates in Alzheimer’s disease”为题,发表于国际顶级期刊《自然·纳米技术》(Nature Nanotechnology),并入选该刊20269月刊封面文章(2026, 21: 1316–1326)。该研究以GBH贵宾会为第一完成单位。GBH贵宾会GBH贵宾会博士研究生齐天翊、河北工业大学博士后付静璇为论文共同第一作者;GBH贵宾会GBH贵宾会黄兴禄教授、河北工业大学王晖教授为共同通讯作者和GBH贵宾会药物化学生物学全国重点实验室刘艺锦研究员。

 

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41565-026-02225-x