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Chem. Eng. J.
《Chem. Eng. J.》（IF = 13.3）近日发表了浙江省人民医院杨向红教授、蔡宇教授、牟晓洲教授的最新研究成果，文章标题为“Platelet membrane coated Cu9S8-SNAP for NIR-II photoacoustic imaging guided NO repairing acute kidney injury”。文中提出了一种热反应纳米给药系统，并将其有效地应用于小鼠急性肾损伤模型的治疗。利用 NIR-II 光声成像（PAI）引导产生热量，触发损伤区 NO 按需释放，再通过 NO 的抗炎、抗凋亡和减少氧化应激损伤的细胞或器官保护作用来监测和治疗急性肾损伤。这种气体治疗策略代表了急性肾损伤的新治疗途径，在未来的临床应用中显示出巨大的潜力。
文章重点
急性肾损伤（AKI）包括一系列表现相似但病因多样的临床综合征，主要表现为肾功能突然丧失，导致肾小球积聚，尿量急剧减少，代谢废物、电解质和体液紊乱，导致有害的尿素和肌酐潴留。因此，迫切需要找到一种有效的药物治疗来减轻AKI并降低其相关死亡率。
一氧化氮（NO）可调节血管张力、血小板聚集、神经传递、炎症和免疫反应，在肾功能中起着重要的作用，参与了肾脏血流动力学的调节、髓质血流的调节、压力尿钠的介导、小管肾小球反馈（TGF）的钝化、肾交感神经活动的调节和小管钠重吸收的抑制等过程。但是，健康组织中 NO 水平升高可能诱导 DNA 损伤并产生有毒副产物，因此在 AKI 治疗中，必须把控 NO 针对炎症部位的释放。
图1. C-S@P的制备过程和AKI的激光治疗过程。
文中提出了一种针对 AKI 引起的炎症病变的气体治疗策略。以 Cu9S8 为 NIR-II 光热试剂载体，高分子聚乙二醇吸附提高其亲水性。随后，Cu9S8 与 NO 供体 SNAP 偶联后被血小板膜包裹，利用血小板膜对 AKI 区域的主动靶向递送作用，逃避免疫监视，延长体内滞留时间，从而得到具有光热响应性和肾损伤靶向作用的新型纳米药物 Cu9S8-SNAP@P（C-S@P）。基于 NIR-II PAI 引导下，观察到药物 C-S@P 在 AKI 部位的积累和保留。在小鼠 AKI 模型中，通过 1064 nm 激光照射肾损伤区，并通过轻度光热（< 45℃）触发 SNAP 释放 NO，成功地减轻了肾脏炎症，改善了小鼠的肾功能。
图2. AKI小鼠体内PA成像和红外热像图。
小鼠禁食 24 h 后，通过肌肉注射 50% 甘油建立 AKI 模型，将 Ce6 标记的 Ce6@C-S 和 Ce6@C-S@P 注射到 AKI 小鼠体内，通过成像监测 AKI 小鼠不同时间间隔内药物的生物分布。由于 Cu9S8 在 PAI 方面的有利特性，通过光声成像评估 C-S 和 C-S@P 在 AKI 小鼠的 PAI 性能。在给药后 8 h，C-S@P 组肾脏区域的光声信号强度最强，这种突出的 PA 信号可能是由于血小板膜的屏蔽作用延长了 Cu9S8 的循环时间，从而促进了其在肾脏中的蓄积。在药物积聚最大时间 8 h 时，用 1064 nm 激光（0.8 W/cm2）照射小鼠双侧肾脏部位，C-S@P 的增温效应高于 C-S，证明了血小板膜可以靶向受损肾脏。
图3. C-S@P + L的体内抗炎和抗凋亡作用。
在 AKI 发病机制中，免疫细胞和肾细胞直接产生促炎细胞因子和趋化因子，驱动炎症反应。免疫组织化学染色显示，与 AKI 组相比，C-S@P+L 组中 TNF-α、IL-6 和 MCP-1 阳性细胞的丰度显著降低，对炎症生物标志物髓过氧化物酶（MPO）活性的抑制最为明显。这些结果表明 NO 可以有效地抑制炎症反应和细胞凋亡，从而赋予肾脏保护作用。
文章中光声成像部分的实验数据用的是 TomoWave 自主研发的 LOIS-3D 小动物全身 3D 光声成像系统。
论文信息：
Platelet membrane coated Cu9S8-SNAP for NIR-II photoacoustic imaging guided NO repairing acute kidney injury
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153324
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