铁姜黄素纳米酶介导的活性氧清除和抗炎治疗急性肺损伤ACSCentralScience(IF14.)
PubDate:-12-02
DOI:10./acscentsci.1c
肺炎，如急性肺损伤(ALI)，一直是一种致命疾病，通常由不受控制的炎症反应和活性氧(ROS)的过度产生引起。在此，报告了具有纳米酶功能的基于铁姜黄素的纳米粒子(Fe-CurNPs)，可指导细胞内ROS清除，同时表现出治疗ALI的抗炎功效。当指导这些生物活性时，纳米颗粒是无细胞毒性的。系统地开展了Fe-CurNPs的抗炎作用机制研究，其中通过下调几种重要炎性细胞因子（如TNF-α、IL-1β和IL-6）的水平来缓解受感染的细胞和组织，降低细胞内Ca2+释放，抑制NLRP3炎症小体，抑制NF-κB信号通路。
此外，在患有ALI的小鼠中进行了Fe-CurNPs的气管内和静脉内注射，重要的是，发现这种纳米酶在肺组织中的积累得到了增强（优于游离姜黄素药物），证明了其在两种不同的管理方法。表明，Fe-CurNPs的炎症减少在动物实验中是有效的，并且在肺组织中也有效地实现了ROS清除。最后，我们发现Fe-CurNPs可以降低巨噬细胞(CD11bloF4/80hi)和CD3+CD45+小鼠中的T细胞，这可能有助于抑制由ALI引起的炎症细胞因子风暴。
总体而言，这项工作开发了使用Fe-CurNPs作为纳米酶清除细胞内ROS和作为抗炎纳米药物协同治疗ALI的策略，这可能成为临床治疗这种致命疾病的有希望的治疗剂。Fe-CurNP纳米酶旨在通过清除细胞内ROS和协同减轻炎症来减轻ALI。研究了相关的细胞因子、炎性体和信号通路。
图1.Fe-CurNPs的合成和表征。(a)Fe-CurNP合成和基于Fe-CurNP治疗小鼠ALI的示意图。迄今为止，COVID-19大流行已导致全球超过万人死亡，导致肺炎等肺部并发症，在更严重的情况下，导致急性呼吸窘迫综合征或急性肺损伤(ALI)。其中，ALI是病毒感染的最严重形式之一，对肺泡上皮和肺毛细血管内皮细胞造成损害，严重的肺部炎症和肺水肿以及顽固性低氧血症，最终可能发展为危重病人的呼吸衰竭患者。发病机制研究表明，ALI的进展与活性氧（ROS）的过量产生直接相关，导致发炎的肺部甚至整个身体发生氧化损伤。
目前的ALI疗法主要依靠吸入一氧化氮(NO)等血管扩张剂气体来增加通风区域的血流量（以缓解低氧血症）或注射烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶抑制剂和糖皮质激素等药物来下调炎性细胞因子。然而，它们受限于它们在从根本上中和发炎肺区域中过量产生的ROS的效率低下，从而导致治疗的客观反应低、预后差和治疗成本高。因此，开发一种具有清除活性氧并同时具有抗炎能力的多功能纳米药物将是治疗ALI的一种有前途的策略。
纳米酶是具有酶模拟特性的基于纳米材料的催化剂。它们被认为是生物医学中很有前景的酶替代品，主要是由于它们的高酶活性、可设计性、生理稳定性和低生产成本。在多样化的纳米酶中，铁基生物催化剂因其生物安全性和清除细胞内ROS的效率而在诊断和疾病治疗中引起了特别的
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