알츠하이머의β-아밀로이드응집체의자기전기해리
출처 : https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn1675 영어원본 클릭해서 보시면 됩니다.
JANG, Jinhyeong; PARK, Chan Beum. Magnetoelectric dissociation of Alzheimer’s β-amyloid aggregates. Science Advances, 2022, 8.19: eabn1675.
알츠하이머질환을 유발하는 베타-아밀로이드 펩타이드(아미노산 화합물) 응집체를 자기장으로 분해하는 것을 확인했다고 설명했다.
추상적인
β-아밀로이드(Aβ) 펩타이드의 비정상적인 자가 조립 및 뇌에서의 침착은 전 세계적으로 거의 5천만 명에게 영향을 미치는 가장 널리 퍼진 만성 신경퇴행성 질환인 알츠하이머병(AD)의 주요 병리학적 특징입니다. 여기에서 우리는 저주파 자기장 하에서 매우 안정적인 Aβ 응집체의 해리를 위한 자기전기 나노물질의 새로 발견된 기능을 보고합니다. 우리는 자기 전기 BiFeO 3 -코팅된 CoFe 2 O 4 를 합성했습니다.(BCFO) 열을 발생시키지 않고 저주파 자기장에 반응하여 여기 전하 캐리어를 방출하는 나노 입자. 우리는 BCFO 나노 입자의 자기 전기 결합 효과가 물과 용존 산소 분자를 통해 Aβ 응집체를 성공적으로 해리한다는 것을 입증했습니다. 우리의 세포 독성 평가는 Aβ 관련 독성에 대한 자기 전기적으로 여기 된 BCFO 나노 입자의 완화 효과를 확인했습니다. 우리는 AD 마우스 모델의 생체 외 뇌 조직에서 미세 크기 Aβ 플라크의 제거에 대한 BCFO 나노 입자의 높은 효능을 발견했습니다. 이 연구는 자기장을 이용한 미래 알츠하이머병 치료를 위한 자기전 재료의 가능성을 보여줍니다.
소개
자기전 재료는 고유한 광학적 특성( 3 ), 기계적 특성( 4 ) 및 열적 특성( 5 ) 의 기초가 되는 견고하게 결합된 자기 및 전기 분극( 1 , 2 )을 나타 냅니다. 자기전기 결합의 기원에 따라 두 가지 다른 유형의 자기전기 재료가 존재합니다: (i) 스핀-궤도 상호작용을 갖는 단상 다중강 산화물 및 (ii) 계면을 통해 연결된 개별 자기변형 및 압전 복합물을 갖는 이종 다중상 산화물( 6 ). 구성 금속 이온(예: Fe 2+ , Fe 3+자성(부분적으로 점유된 d- 오비탈) 에 필수적 이지만 강유전체 질서(빈 d- 오비탈)를 감소시키는( 7 ), 다기능 단상 자전 재료를 설계하는 데 많은 제한이 부과되었습니다. 대조적으로, 이종 다상 재료는 두 개의 다른 복합 재료 사이의 계면에서 발생하는 압전 자기 효과에 의해 지배적으로 영향을 받습니다. 따라서 코어-쉘 구조 제작을 포함한 인터페이스 엔지니어링 전략은 추가 격자 변형의 제공을 통해 이종 다상 재료의 자기전기적 결합을 개선하는 데 사용되었습니다( 8 ). 비스무트 페라이트(BiFeO 3 , BFO)와 코발트 페라이트(CoFe 2 O 4 , CFO)는 센서, 트랜스듀서, 스핀트로닉 소자( 9 ) 와 같은 현대 전자 제품을 구성하는 데 널리 사용되는 대표적인 단상 자기전기 재료이다 . 단일 위상 구조와 비교하여 이종 BFO-CFO 시스템은 잘 일치하는 격자 구조와 유도된 압전 효과를 기반으로 훨씬 더 강력한 자기전기적 결합을 보여줍니다( 10 ). 최근 Mushtaq et al. ( 11 – 13)은 BFO 코팅된 CFO(BCFO)가 저주파 자기장(예: 1.1kHz 미만)에 응답하여 여기 전하 캐리어를 효율적으로 생성할 수 있다고 보고했습니다. 또한 자기장에 반응하는 BCFO는 인간 세포[예: 조골 세포( 12 ) 및 신경 세포( 14 )] 및 마우스 모델( 15 )과 생체 적합성이 있어 의학적 응용 가능성을 암시합니다.
여기, 우리는 저주파 자기장 하에서 BCFO 나노 입자에 의한 알츠하이머의 β-아밀로이드(Aβ) 응집체 및 신경 독성 완화의 자기전기 해리를 보고합니다. 알츠하이머병(AD)은 인지 기능(예: 주의력, 기억력 및 언어)이 점진적으로 감소하여 궁극적으로 완전한 의존과 사망을 초래하는 노화 관련 치매의 주요 원인입니다( 16 ). 아밀로이드 가설( 17 )에 따르면, Aβ 펩티드의 과잉 생산과 뇌에서 이들의 불용성 응집체(예: Aβ 원섬유 및 플라크)의 축적은 시냅스 기능 장애 및 신경 퇴행을 초래하는 주요 병리학적 사건입니다. 도 1 에 도시 된 바와 같이, 우리는 자기전기 BCFO 나노 입자가 저주파 자기장 하에서 신경 독성 Aβ 응집체를 산화 된 비 독성 Aβ 파편으로 해리한다고 가정했습니다.
