2021年3月20日 訊 /生物谷BIOON/ --來(lái)自德克薩斯大學(xué)的研究者Jie Zheng花費(fèi)了多年時(shí)間來(lái)研究金納米顆粒對(duì)納米醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的潛在影響，近日,，發(fā)表在國(guó)際雜志Science Advances上題為“Noninvasive monitoring of hepatic glutathione depletion through fluorescence imaging and blood testing”的研究報(bào)告中，研究人員通過(guò)研究揭示了這些金納米顆粒如何在簡(jiǎn)單的血液檢測(cè)中扮演關(guān)鍵角色,，從而要比當(dāng)前方法更早地檢測(cè)急性肝臟損傷,。

此前研究人員揭示了如何利用這種納米顆粒來(lái)進(jìn)行癌癥藥物的靶向運(yùn)輸并更好地理解腎臟疾病的發(fā)病機(jī)制；研究者Zheng說(shuō)道,，我們的目標(biāo)是讓家庭醫(yī)生能夠更容易盡可能早地發(fā)現(xiàn)患者的肝臟損傷,，如果能較早地發(fā)現(xiàn)并治療這種損傷的話，患者就有更好的機(jī)會(huì)得到治療并恢復(fù),。監(jiān)測(cè)和診斷肝臟疾病的金標(biāo)準(zhǔn)就是進(jìn)行肝臟活檢,，其是一種侵入性的手段，或會(huì)給患者帶來(lái)疼痛并引起并發(fā)癥等,。在臨床環(huán)境中,，醫(yī)生們還能通過(guò)記錄患者血液中特定酶類和蛋白質(zhì)的水平的測(cè)試手段來(lái)進(jìn)行非侵入性的肝臟功能監(jiān)測(cè)，比如當(dāng)器官受損時(shí),，肝臟細(xì)胞就會(huì)釋放出谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶,。

諸如谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶等常規(guī)的血液生物標(biāo)志物會(huì)在肝臟細(xì)胞死亡時(shí)被釋放出來(lái)，這時(shí)候肝細(xì)胞的損傷已經(jīng)完成了,；這種檢測(cè)手段的另一個(gè)缺點(diǎn)就是，諸如炎癥等其它因素會(huì)導(dǎo)致這些生物標(biāo)志物的水平異常高,。正因?yàn)槿绱?，在很多情況下，臨床醫(yī)生可能并不會(huì)立即進(jìn)行干預(yù),，這就造成了一個(gè)問(wèn)題,，因?yàn)槠淇赡軙?huì)延誤肝臟損傷的檢測(cè)和治療。

圖片來(lái)源：University of Texas at Dallas

靶向關(guān)鍵的抗氧化劑

這項(xiàng)研究中,，研究人員通過(guò)對(duì)小鼠進(jìn)行研究鎖定了一種名為谷胱甘肽的化合物,，其是肝臟所產(chǎn)生的主要抗氧化劑，肝細(xì)胞會(huì)不斷釋放谷胱甘肽來(lái)幫助維持健康肝臟的解毒功能,，但當(dāng)肝臟受損時(shí),，谷胱甘肽的產(chǎn)生就會(huì)受阻。研究者Zheng表示,，目前研究人員發(fā)現(xiàn),，谷胱甘肽的消耗與很多肝臟疾病風(fēng)險(xiǎn)增加密切相關(guān)，包括藥物引起的肝臟損傷,、酒精相關(guān)和非酒精性脂肪肝,、肝纖維化和肝硬化等?？茖W(xué)家們對(duì)谷胱甘肽已經(jīng)研究了幾十年了,，但想要進(jìn)行無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)卻并不是那么容易,。

事實(shí)證明，對(duì)谷胱甘肽進(jìn)行無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)是非常困難的,，因?yàn)檫@種分子一旦進(jìn)入血液中其就會(huì)被稀釋近3個(gè)數(shù)量級(jí),，且會(huì)被其它器官迅速消耗掉，并能被腎臟迅速清除,。這項(xiàng)研究中,，研究人員將金納米顆粒與谷胱甘肽的行為相結(jié)合，開(kāi)發(fā)了一種用于監(jiān)測(cè)急性肝損傷的納米探針,，隨后在小鼠機(jī)體中進(jìn)行了測(cè)試,，首先他們將一種名為靛青綠（ICG）的有機(jī)熒光染料通過(guò)化學(xué)方式連接（或共軛）到金納米粒子上，這種染料在臨床上有廣泛的應(yīng)用,。由于共軛作用的產(chǎn)生,，ICG分子就不會(huì)產(chǎn)生熒光，這種金納米顆粒能夠?qū)⑷玖咸禺愋缘財(cái)y帶到肝臟中,，這項(xiàng)工作的好處就在于,，探針能夠以較高的特異性選擇性地在肝臟中被激活。

隨后研究人員將共軛的金納米顆粒注射到已經(jīng)給予過(guò)量對(duì)乙酰氨基酚（APAP）的小鼠體內(nèi),，過(guò)量服用APAP是藥物誘發(fā)肝臟損傷的最常見(jiàn)原因之一,，也是美國(guó)人群最常見(jiàn)的急性肝臟功能衰竭的原因。

追蹤毒性

一旦納米顆粒抵達(dá)肝臟中稱之為肝血竇的部位,，谷胱甘肽分子就能將ICG分子從金納米顆粒上擊落并取而代之,；當(dāng)肝細(xì)胞受損時(shí)，谷胱甘肽的泵出量就會(huì)明顯減少,，因此機(jī)體中擁有的谷胱甘肽水平越少,，金納米顆粒表面殘留的ICG分子就越多。而且金納米顆?；亓鞯窖褐械乃俣染驮娇?，大約在半個(gè)小時(shí)內(nèi)，研究人員就能在少量血液中檢測(cè)到谷胱甘肽的消耗,。文章中,，研究者表示，一種簡(jiǎn)單的血液檢測(cè)技術(shù)就能揭示金納米顆粒上殘留的ICG分子的水平,，ICG殘留的越多,，肝臟中的谷胱甘肽水平就月底，這與肝臟損傷的程度直接相關(guān),；研究者所開(kāi)發(fā)的納米顆粒能夠檢測(cè)過(guò)量的APAP,，準(zhǔn)確率能夠達(dá)到93%，這要比傳統(tǒng)的生物標(biāo)志物能夠檢測(cè)到的階段更早一些,。

研究者Lee說(shuō)道,，谷胱甘肽的流出是對(duì)乙酰氨基酚代謝的核心,，我們所開(kāi)發(fā)的追蹤谷胱甘肽的新方法是了解并預(yù)防對(duì)乙酰氨基酚所產(chǎn)生毒性的一大進(jìn)步。這項(xiàng)研究中,，研究人員開(kāi)發(fā)出的新方法能夠動(dòng)態(tài)評(píng)估肝血竇中谷胱甘肽的狀態(tài),，研究結(jié)果表明，研究人員能對(duì)肝血竇中的谷胱甘肽成像,，或者在收集的外周血中特異性地測(cè)定肝血竇中血漿谷胱甘肽這一指標(biāo),，從而更加準(zhǔn)確地反映肝細(xì)胞中谷胱甘肽的含量。

盡管當(dāng)前研究中,，研究人員重點(diǎn)關(guān)注的是藥物所誘導(dǎo)的急性肝臟損傷,，后期他們還會(huì)進(jìn)一步深入研究加深對(duì)肝臟-納米粒子之間相互作用的理解，并繼續(xù)改善檢測(cè)技術(shù)的靈敏性和準(zhǔn)確性,，并將這一技術(shù)推廣到幫助檢測(cè)慢性肝臟損傷,；這項(xiàng)研究是研究人員此前努力開(kāi)發(fā)的易于從人體內(nèi)清除的納米藥物的一項(xiàng)令人興奮的研究延伸；最后研究者Zheng表示,，我的大部分職業(yè)生涯都在開(kāi)發(fā)能夠在機(jī)體中可清除的納米藥物,，從而用于治療諸如癌癥或腎臟疾病等人類疾病，本文研究就是一項(xiàng)巨大的突破,，基于本文研究結(jié)果,，后期研究人員或有望開(kāi)發(fā)出一種易于被清除的納米藥物，從而就能利用一種簡(jiǎn)單的血液檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)肝臟損傷,，這或許有望讓更多人群受益,。（生物谷Bioon.com）

參考資料：

【1】Xingya Jiang，Qinhan Zhou,，Bujie Du， et al. Noninvasive monitoring of hepatic glutathione depletion through fluorescence imaging and blood testing,， Science Advances (2021). DOI：10.1126/sciadv.abd9847

【2】Study shows simple blood test could detect liver injury earlier

by Amanda Siegfried,， University of Texas at Dallas