在神经退行性疾病(如肌萎缩侧索硬化症、帕金森病和阿尔茨海默病)以及衰老过程中,脑细胞持续遭受异常活性氧物质(ROS)的破坏。韩国基础科学研究所(IBS)大田研究所认知与社会性研究中心的李政道团队,首次揭示了血红蛋白在星形胶质细胞核仁中作为"伪过氧化物酶"的抗氧化作用,并成功开发出能增强其功能的创新化合物KDS12025。
该研究发现,血红蛋白通过分解有害的过氧化氢(H₂O₂)为无害水分子,为脑细胞提供天然保护机制。研究团队开发的KDS12025小分子化合物,能穿透血脑屏障,通过结合血红蛋白的血红素中心,将其分解过氧化氢的能力提升近百倍,且不影响其正常载氧功能。实验显示:
- 在渐冻症模型小鼠中,疾病发作时间延迟,存活期从140天延长至168天
- 帕金森模型小鼠的运动功能完全恢复
- 阿尔茨海默模型小鼠的记忆表现恢复到正常水平
- 衰老小鼠的中位寿命从2年延长至3年
- 类风湿性关节炎模型中炎症和关节损伤显著缓解
研究还揭示了破坏性循环机制:过量过氧化氢导致星形胶质细胞血红蛋白减少,削弱脑部天然抗氧化防御系统。KDS12025通过增强血红蛋白功能,成功逆转该循环,降低氧化应激,保护神经元并维持脑部健康功能。
这种通过增强脑部天然防御机制的治疗策略,标志着神经退行性疾病、衰老相关疾病和自身免疫疾病治疗的新方向。研究团队计划进一步探索α-和β-珠蛋白在脑部的不同作用,优化KDS12025衍生物的药效,并拓展其在其他氧化应激相关疾病中的应用。
本研究将血红蛋白从传统的氧运输功能重新定义为精准的脑部抗氧化防御系统,为相关疾病的治疗开辟了全新路径。这项突破性成果发表于《信号转导与靶向治疗》期刊(DOI: 10.1038/s41392-025-02366-w),并受到韩国基础科学研究所资助。
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