8月17日消息,据Phys.org报道,南开大学与河北工业大学的Xinglu Huang(黄星卢)团队在Nature Nanotechnology发表论文(DOI: 10.1038/s41565-026-02225-x),报道了一种可帮助拆解脑内淀粉样斑块的纳米工程材料——将天然存在的蛋白质铁蛋白(ferritin)与金纳米结构结合,形成铁蛋白纳米笼-金杂交纳米材料。

淀粉样斑块会扰乱细胞间通讯、引发炎症并损伤大脑关键连接,最终导致神经元死亡与阿尔茨海默病相关症状;这些蛋白团块一旦形成便极难清除。此前的无机纳米材料虽有干扰Aβ聚集的报道,但生物相容性与转化潜力有限,体内应用困难。该研究的切入点源于一次意外观察:团队发现铁蛋白纳米笼-金杂交纳米材料能够破坏已形成的Aβ聚集体。

为弄清机制,团队先用X射线晶体学解析了该纳米材料的高分辨率蛋白质结构,随后将分子对接与分子动力学模拟结合,可视化Aβ聚集体被特异性识别、结合并动态拆解的微观过程。与常规无机纳米材料不同,该材料经设计可特异性识别目标分子,并在不扰乱关键生理过程的前提下进入活体。研究首次系统解释了铁蛋白-金杂交生物活性材料的治疗潜力机制:一个经精确工程化的纳米材料如何 engages Aβ聚集体并在分子层面将其重构。

通讯作者黄星卢强调,这项工作的方法论贡献同样重要:计算方法贯穿全程——从AI辅助蛋白质设计与结构预测,到结构建模、分子对接、分子动力学模拟与机制分析,研究范式从经验性材料筛选走向机制驱动、可编程的纳米结构设计。团队下一步计划开发其他蛋白-金属杂交纳米结构用于清除有害蛋白团块或调控神经退行性病变,并设计AI增强的纳米递送系统靶向清除Aβ聚集体,最终目标是建立一套计算指导的生物活性纳米材料通用设计框架,应用于更广泛的蛋白错误折叠疾病。 (来源:Phys.org)