一、实验背景
阿尔兹海默症（Alzheimers disease,AD）又称老年痴呆，是一种慢性中枢性神经系统退行性疾病，临床表现主要为记忆缺失、认知能力下降、学习功能障碍[1]。《2015年世界阿尔茨海默病报告》中指出，全球约有4680万AD患者，预计每20年患病人数将翻一倍，到2030年将达到7470万人，2050年更将突破1.3亿人。并且，随着全球老龄化进程的加快，发病形势日益严峻。因此，研究更为有效的治疗AD的药物将具有非常重大的意义。
阿尔茨海默症典型的病理特征是大脑中beta;淀粉样蛋白（beta;-amyloid protein，Abeta;）的沉积、tau 蛋白的过度磷酸化以及神经元死亡等[2]。淀粉样前体蛋白( amyloid precursor protein，APP ) 先后在beta; 分泌酶和gamma; 分泌酶的作用下裂解形成Abeta;。病理情况下，根据切割位点不同，Abeta;主要有Abeta;1-40( 约占90% ) 和Abeta;1-42( 约占10% ) 两类，其中Abeta;1-42是构成淀粉样斑块的核心蛋白。Abeta;瀑布学说认为，细胞外Abeta;单体形成的寡聚体和纤维状聚集体是导致神经系统损害的主要原因，可引起炎症反应、氧化应激、Tau蛋白磷酸化等一系列级联反应，造成神经元损伤坏死，最终导致AD发生[3]。
姜黄素是一种广泛存在于草本植物姜黄根茎中的一类多酚类物质，其在神经系统具有抗淀粉样蛋白形成和聚集、抗炎、抗氧化、抗金属螯合性能与免疫相关作用，起到神经保护效应[4][5]。研究表明，姜黄素在体外与纤维状Abeta;有较高的亲和性，能够干扰Abeta;合成和延伸，并能使已形成的Abeta;纤维降解[6]。并且，姜黄素能够抑制Abeta;的沉积和新斑块的形成，可对已形成的斑块产生较强的清除作用，逆转因Abeta;沉积造成的神经树突损伤。同时，姜黄素能抑制环氧合酶、脂氧合酶和肿瘤坏死因子等主要炎症介质，直接清除自由基，并增加细胞内还原型谷胱甘肽水平，起到抗炎抗氧化作用，减少细胞损伤，防止细胞凋亡。此外，在AD患者脑内Cu2 、Zn2 浓度较高，会引起氧化损伤、增加细胞毒性[7]。而姜黄素能够螯合金属离子，避免神经元坏死和脑组织损伤。姜黄素还能改善AD患者的免疫功能，参与脑神经的保护和损伤神经修复。姜黄素在AD的发病的多个环节上起到调节作用，因此对预防和治疗AD具有重要的意义。
beta;-淀粉样蛋白前体蛋白裂解酶1（Tase）作为主要的beta;-分泌酶，是APP代谢生成Abeta;过程中的关键酶，其在体内多种器官均有表达，但在中枢神经的神经元和胰腺中表达最高[8]。小干扰RNA是一种特异性抑制特定基因表达的有力手段。有研究发现，将针对Tase的siRNA转染到小鼠原代培养的皮质神经元内干扰Tase基因的表达，可有效减少Abeta;的产生[9][10][11]。因此siRNA在治疗阿尔兹海默病的研究中有很大的价值。
高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）是脂质运输系统重要组成部分，在胆固醇逆转运过程(reverse cholesterol transport,RCT)中起到关键作用[12]。其作为一种内源性纳米颗粒，具有生物相容性好、可彻底生物降解、无免疫原性等优点，是一种极具前景的靶向药物载体[13]。HDL由磷脂单层、胆固醇、疏水内核与载脂蛋白组成。有研究显示，HDL 可借助其主要的载脂蛋白ApoA-I与脑毛细血管上的清道夫B I受体（scavenger receptor class B, type I ，SR-BI）、低密度脂蛋白受体（low density lipoprotein receptor, LDLR）结合，通过受体介导的胞吞转运途径入脑[14][15]。而基于仿生学设计的重组高密度脂蛋白（reconstituted high density lipoprotein, rHDL）在组成和功能上与HDL类似，并拥有HDL作为药物载体的优势。而且在制备rHDL时，通过脂质与载脂蛋白的种类、比例和搭载药物等选择，其理化特性如粒径、形状、 载药量、表面修饰，乃至体内靶向递药特性具有
很强的主观可调控性，还能避免遇到HDL提取时出现的生物安全性问题。因此，rHDL 可望提供一种安全高效、灵活可调的脑内递药纳米药物载体。
因此，本课题基于AD病变的beta;淀粉样蛋白沉积（Abeta;）的病理特点及其产生过程设计了一种仿生脂蛋白基因/化药双载系统。利用生物化学手段拆分出血浆组分中的脂质和蛋白（apoA-I）组分，再根据相似相溶的原理，装载脂溶性药物姜黄素（Curcumin，Cur）与水溶性siRNA，构建体外重组高密度脂蛋白系统（rHDL/Cur-siRNA）。该系统利用了apoA-I高度亲和于血脑屏障（BBB）内皮细胞上SR-BI受体的靶向性，经过转胞吞作用跨越血脑屏障到达靶部位，缓慢释放药物姜黄素及siRNA。并且，该系统通过基因与药物共载，促使Abeta;寡聚体解聚，靶向吞噬清除Abeta;，同时干扰Tase表达，减少Abeta;的生成，达到多重治疗目的，实现多靶点联合治疗新模式。此仿生型纳米载药系统兼具高度同源性、载体安全性、载药量高、制备工艺简单和资源再利用等优点，为有效治疗阿尔兹海默症提供新的方向。
