德克萨斯大学达拉斯分校郑杰教授课题组基于前期对肝脏谷光甘肽如何生物改性体内的纳米粒子和调节纳米粒子在体内的传输和代谢的深刻理解 (Nature Nanotech,, 2019, 874–882), 最近成功开发出一种新颖纳米探针使得肝脏谷光甘肽水平可以通过无创的荧光成像或者外周血液检测进行实时监控,并成功将此技术用于临床上常见药物性肝损伤的早期检测和干预。相关研究结果于2月19日以 Noninvasive monitoring of hepatic glutathione depletion through fluorescence imaging and blood testing 为题发表于Science Advances。


重大突破!郑杰团队开发出一种新型纳米探针,可早期检测肝损伤


这种新型纳米探针由临床上使用的近红外染料吲哚氰绿和尺寸为~1nm的超小金纳米簇偶联组成,通过静脉注射后纳米探针能在血液中保持荧光猝灭而在肝脏中特异性地被肝细胞分泌的谷光甘肽激活近红外荧光。作者发现纳米探针在肝脏中荧光激活动力学与肝脏谷光甘肽水平有良好的线性相关性, 从而首次实现了通过对肝脏的无创荧光成像来检测肝脏中谷胱甘肽的水平。另外,作者还发现这种纳米探针能够将肝脏谷光甘肽水平信息带回到外周血液循环并在外周血液循环中保持稳定,继而首次实现了通过非常方便地采集少量外周血液来实现对肝脏谷光甘肽水平的快速灵敏检测,解决了荧光成像探针组织穿透深度浅对其临床转换的限制。并且由于这种探针进入体内后能被身体快速清除,通过多次注射还能实现对肝脏谷胱甘肽水平的连续监测,而无明显的肝毒性。


重大突破!郑杰团队开发出一种新型纳米探针,可早期检测肝损伤


团队进一步测试了将此纳米探针用于对临床上最常见的药物性肝损伤的早期检测并和临床上常用的血清肝功能标志物(谷丙转氨酶)检测方式做了对比,发现通过这种探针能够在肝脏发病早期灵敏地检测到肝脏谷光甘肽水平降低,并远早于临床上常用的血清肝功能标志物;不仅如此,郑杰团队发现通过探针早期检测到肝脏谷胱甘肽降低后及时注射谷光甘肽生物合成前驱体用以补充肝脏谷光甘肽,能够极大地缓解药物性肝损伤,预后效果远好于以目前临床上常用的血清肝功能标志物为标准的诊断。这一新颖纳米技术在无创检测肝脏谷光甘肽分泌功能可用于临床指导早期干预和治疗许多疾病。团队目前积极推进这一技术的临床转化为患者带来福音。


论文的第一作者是蒋兴垭博士,共同第一作者是周秦瀚博士研究生。


研究背景


作为肝脏中最丰富也是最重要的小分子抗氧化物,谷光甘肽(glutathione)对于维持肝脏正常的氧化还原平衡态和代谢解毒生理功能具有极重要的作用。


肝脏谷胱甘肽水平的降低与诸多疾病例如急慢性肝损伤老年痴呆等有着紧密的联系,然而目前不论在临床或临床前研究中测量肝脏谷光甘肽水平一般都需要通过手术或者肝脏穿刺活检取肝脏组织在体外测量肝脏组织中谷胱甘肽的浓度,这些入侵性的检测方式存在潜在的安全风险并难以实现对肝脏谷胱甘肽水平在短时间内的连续监测。


目前,尚缺乏一种简便的方法用以对肝脏谷光甘肽水平进行无创快速监测。


文章来源: BioArt

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