咖啡渣可能是预防神经退行性疾病的关键

　　一组研究人员发现，咖啡酸基碳量子点(CACQDs)可以从废咖啡渣中提取，有可能保护脑细胞免受几种神经退行性疾病造成的损害。

　　

现在，德克萨斯大学埃尔帕索分校的研究人员可能已经在用过的咖啡渣中找到了解决方案——这种材料每天都从世界各地的家庭和企业中被丢弃。

由化学和生物化学系的博士生Jyotish Kumar领导的一个团队，在同一系的皇家化学学会教授兼研究员Mahesh Narayan博士的监督下，发现咖啡酸基碳量子点(CACQDs)，可以从废弃的咖啡渣中提取，有可能保护脑细胞免受几种神经退行性疾病造成的损害——如果这种疾病是由肥胖等因素引发的，年龄和接触杀虫剂和其他有毒的环境化学物质。他们的研究成果发表在11月的《Environmental Research》杂志上。

“基于咖啡酸的碳量子点在神经退行性疾病的治疗中具有变革性的潜力，”Kumar说。“这是因为目前的治疗方法都无法解决这些疾病;它们只能帮助控制症状。我们的目标是通过解决导致这些疾病的原子和分子基础来找到治疗方法。”

神经退行性疾病的主要特征是神经元或脑细胞的丧失。它们会抑制一个人执行基本功能的能力，比如运动和语言，以及更复杂的任务，比如膀胱和肠道功能，以及认知能力。

当这些疾病处于早期阶段，由生活方式或环境因素引起时，它们有几个共同特征。其中包括大脑中自由基水平的升高，以及淀粉样蛋白片段的聚集，这些片段会导致大脑中的斑块或原纤维。自由基是一种有害分子，已知会导致癌症、心脏病和视力丧失等其他疾病。

Kumar和他的同事们发现，当帕金森氏症由一种名为百草枯的杀虫剂引起时，在试管实验、细胞系和其他帕金森氏症模型中，CACQDs都具有神经保护作用。研究小组观察到，CACQDs能够去除自由基或防止它们造成损害，并抑制淀粉样蛋白片段的聚集，而不会产生任何明显的副作用。

研究小组假设，在人类，在阿尔茨海默氏症或帕金森症等疾病的早期阶段，基于CACQDs的治疗可以有效地预防全面疾病。

“在这些疾病进入临床阶段之前解决它们是至关重要的，”Narayan说。“到那个时候，可能已经太晚了。目前任何能够解决神经退行性疾病晚期症状的治疗方法都超出了大多数人的能力范围。我们的目标是提出一种解决方案，以尽可能多的患者可控的成本预防大多数病例。”

咖啡酸属于一种叫做多酚的化合物家族，多酚是一种植物性化合物，以其抗氧化或清除自由基的特性而闻名。纳拉扬说，咖啡酸是独特的，因为它可以穿透血脑屏障，从而能够对大脑内的细胞发挥作用。

该团队从用过的咖啡渣中提取CACQDs的过程被认为是“绿色化学”，这意味着它是环保的。在他们的实验室里，研究小组在200度的高温下“烹饪”咖啡渣样品4小时，以重新定位咖啡酸的碳结构，形成CACQDs。纳拉扬说，大量的咖啡渣使这一过程既经济又可持续。

Kumar表示，他们知道终点线还很遥远。但就目前而言，他们正在朝着可能最终导致一种药物——也许是一种药丸——的方向前进，这种药物可能会预防绝大多数由遗传以外的因素引起的神经退行性疾病。

Journal Reference:

Jyotish Kumar, Sofia A. Delgado, Hemen Sarma, Mahesh Narayan. Caffeic acid recarbonization: A green chemistry, sustainable carbon nano material platform to intervene in neurodegeneration induced by emerging contaminants. Environmental Research, 2023; 237: 116932