
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
动脉再狭窄诊疗新突破:缺氧激活型NIR-II纳米诊疗剂实现实时监测与靶向治疗
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月09日 来源:Biomaterials 12.8
编辑推荐:
动脉再狭窄是心血管疾病的重要风险因素,但早期诊断和精准治疗面临挑战。研究人员开发了一种缺氧响应型诊疗纳米平台,整合NIR-II荧光成像与缺氧激活的前药TPZ,通过OPN靶向实现血管病变实时监测与VSMCs增殖抑制。该技术显著提升诊疗灵敏度并促进血管修复,为心血管疾病诊疗提供新策略。
心血管疾病是全球致死率最高的疾病之一,其中动脉再狭窄是支架植入术后常见的并发症。尽管现有药物洗脱支架能部分缓解问题,但仍有10-15%的再狭窄率,且传统影像学方法如MRI和CT难以实现早期动态监测。更棘手的是,治疗药物在抑制血管平滑肌细胞(VSMCs)增殖的同时,常导致内皮修复延迟和血栓形成。这种"治疗矛盾"的核心在于缺乏能区分病理微环境的精准诊疗工具。
针对这一难题,中国的研究团队在《Biomaterials》发表了一项突破性研究。他们巧妙利用动脉再狭窄病灶特有的缺氧微环境,设计出集诊断与治疗于一体的智能纳米平台。该系统的核心是两种功能分子:一种新型N-氧化物结构探针ODBT,能在缺氧条件下转化为胺类衍生物,触发近红外二区(NIR-II)荧光"开关";另一种是缺氧激活的前药替拉扎明(TPZ)。两者被共同封装于骨桥蛋白(OPN)靶向的脂质体中,形成具有病灶靶向、环境响应、实时示踪等多重功能的诊疗剂。
研究采用分子探针合成、纳米载体构建、动物模型验证等技术路线。通过化学合成获得ODBT探针,与TPZ共装载于OPN肽修饰的脂质体。在导丝损伤诱导的大鼠动脉再狭窄模型中,系统评估了纳米平台的成像性能和治疗效果。
材料与方法
研究团队首先设计合成N-氧化物探针ODBT,其通过Stille偶联反应制备,经核磁共振(NMR)和高分辨质谱(HRMS)验证结构。该探针在缺氧条件下可转化为胺类化合物DBT,引起分子内电荷转移变化,激活NIR-II荧光。
分子探针的特性与响应性
光谱分析显示,ODBT在常氧状态下荧光微弱,而在缺氧环境中荧光强度显著增强。这种转换源于N-氧化物基团的还原反应,使探针最大发射波长红移至1100 nm,实现高信噪比的NIR-II成像。体外实验证实其对氧浓度变化具有高度敏感性。
纳米平台的构建与表征
将ODBT与TPZ共载于OPN靶向脂质体,获得粒径约120 nm的纳米颗粒。体外细胞实验显示,该纳米系统能特异性结合高表达OPN的VSMCs,并在缺氧条件下同时释放荧光信号和激活TPZ的药效。
动物模型验证
在导丝损伤模型中,静脉注射纳米剂后2小时即可通过NIR-II成像清晰显示血管损伤部位,信号强度与病变程度正相关。治疗组显示新生内膜面积减少46%,同时内皮化率提高2.3倍,证明其既能抑制VSMCs过度增殖又促进血管修复的双重功效。
讨论与结论
该研究创新性地将缺氧响应机制与靶向递送系统结合,解决了传统诊疗方法无法区分病理组织的难题。NIR-II成像实现毫米级深度穿透和微米级分辨率,而TPZ的缺氧选择性激活显著降低毒副作用。值得注意的是,OPN介导的靶向不仅提高药物富集度,还参与血管修复过程。这种"诊疗同步、精准调控"的策略,为心血管疾病及其他微环境特征明显疾病的诊疗开辟新途径。研究团队特别指出,该平台的设计原理可拓展至其他缺氧相关疾病,如肿瘤和缺血性心脏病,具有广阔的临床转化前景。
生物通微信公众号
知名企业招聘