上海应物所合作发现“纳米磁铁”延缓衰老和缓解神经退行性疾病的潜在功效

中科院上海应用物理研究所物理生物学研究室与上海生命科学研究院营养科学研究所合作，通过探索纳米磁性粒子（四氧化三铁）的生物学效应，发现其在延缓衰老和缓解神经退行性疾病方面的潜在功效。相关研究论文Dietary Iron Oxide Nanoparticles Delay Aging and Ameliorate Neurodegeneration in Drosophila 于近日在线发表于《先进材料》（Advanced Materials）杂志。

纳米四氧化三铁是一种具有良好生物相容性的纳米材料，在生物医药领域常被用作药物载体或热疗工具。研究人员在实验中发现，纳米四氧化三铁在细胞中表现出类似过氧化氢酶的活性，能将双氧水分解为水和氧气。双氧水是细胞内活性氧分子（reactive oxygen species，ROS）的主要来源之一。超出生理浓度的ROS会造成氧化应激（oxidative stress），诱导细胞死亡，并与代谢性疾病（如二型糖尿病）和神经退行性疾病（如帕金森症、阿尔兹海默症）的发生和发展以及个体衰老有密切关系。

上海应物所陈楠、樊春海研究员和营养所宋海云研究员围绕纳米四氧化三铁的生物学效应开展了合作研究。在他们指导下，张一博士等在多种细胞模型和体内模型中检验了纳米四氧化三铁的抗氧化性能。在细胞实验中发现，摄入细胞内的纳米四氧化三铁在一定剂量范围内能显著降低由双氧水或神经毒素诱导的ROS水平上升和细胞凋亡。摄入含纳米四氧化三铁食物的果蝇在老年阶段具有比对照组更强的运动能力，平均寿命也显著延长。此外，通过在果蝇神经系统中过量表达人的A-beta蛋白，建立了阿尔兹海默症果蝇模型。这一模型不影响果蝇的发育，但会导致成年果蝇逐渐丧失行动能力和过早死亡。研究发现，摄入含纳米四氧化三铁的食物能显著改善阿尔兹海默症果蝇模型的症状。

这项研究表明，纳米四氧化三铁能够缓解由外界刺激、衰老或基因功能异常造成的氧化应激，在对抗代谢性疾病、神经退行性疾病和衰老方面有潜在的治疗用途。

该研究得到了国家科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和上海市科委的资助。（物理生物学研究室 供稿）

纳米四氧化三铁的体内生物学效应