超微纳米团簇和碳量子点有望治疗急性肾损伤

急性肾损伤(AKI)经常使住院患者的治疗结果复杂化，导致血液中有毒化学物质积累到危险水平，每年造成大量死亡。目前，只有支持性治疗可用于AKI，但在2019年核医学和分子成像学会年会上发表的两项相关研究为有效的治疗和预防带来了希望。

活性氧(ROS)，引发氧化应激和炎症的自由基，被认为是AKI的诱因。这两项研究都使用小鼠模型来测试新的靶向ROS的潜在AKI疗法。

第一项研究开发了具有抗氧化特性的微小纳米团簇，可以通过肾脏的肾小球滤过屏障来治疗AKI。

威斯康星大学麦迪逊分校的Dalong Ni博士解释说:“在这项研究中，超小尺寸的钼基多金属氧酸盐(POM)纳米团簇被发现是一种新型纳米抗氧化剂，可有效缓解AKI小鼠的临床症状。”

以锆-89 (89Zr)为标记的POM经静脉注射入AKI小鼠体内。然后在不同时间点进行纵向PET成像，监测体内肾脏堆积。的治疗价值采用动态正电子发射(PET)镓-68 (68Ga)-EDTA扫描、血尿素氮和肌酐测量、肾组织H&E染色和生物标志物检测进行评估。

Ni报告说:“POM纳米团簇作为抗氧化剂的作用在体外和体内都得到了证实，这归因于钼离子的易变价态。急性肾损伤患者通常需要肾移植和辅助治疗，如补液和透析。POM纳米团簇对活体动物AKI的保护作用建议探索它们在AKI患者治疗中的应用。”

他补充说，“POM集群可以在一个简单、快速和大规模的过程中合成，它们主要通过肾脏排泄(像大多数临床使用的显像剂一样)，使它们具有高度的生物相容性，并减少对患者的潜在毒性影响。”

威斯康星大学麦迪逊分校的第二项研究也使用了极小的纳米材料。这表明，硒掺杂碳量子点可以通过定位于肾脏和消除ROS来治疗和预防AKI。

在本研究中，通过水热法掺杂硒制备了具有高抗氧化能力的碳量子点。分子成像为研究纳米材料的生物分布提供了最有效的方法，因此，我们使用经铁铁胺功能化后的89Zr对SeCQDs进行PET成像，以评估其生物分布。将SeCQDs治疗小鼠的结果与fda批准的AKI治疗药物amifostine的等效剂量进行比较。

“PET成像结果显示，SeCQDs具有迷人的纳米生物相互作用，”威斯康星大学麦迪逊分校制药科学系的Zachary Rosenkrans解释说。“令人惊讶的是，我们发现给药剂量几乎全部积聚在肾脏中，或通过尿液迅速排出，很少出现在肝脏或其他器官中。类似的结果很少有报道。”

肾脏中大量积累的SeCQDs被证明是治疗50%甘油诱导的AKI的高效疗法，同时由于顺铂的抗氧化特性，也可以预防AKI。在相同的动物模型中，氨磷汀治疗AKI不成功。

Rosenkrans指出:“因此，我们能够证明利用纳米材料相比小分子治疗肾脏疾病的优势，在这种情况下，AKI。这可能会最直接地惠及五分之一的急性肾损伤住院患者。”

他对接下来的步骤感到兴奋，他补充说:“这项工作可能会导致指导方针，使纳米颗粒能够靶向并保留在肾脏中，这对治疗肾脏疾病具有变革性的潜力。这可能为更有效地向肾癌(或其他癌症)输送药物提供新的途径肾脏疾病，如肾小球肾炎)，从而更有效的治疗。”

这两篇摘要都在6月22-25日在加州阿纳海姆举行的SNMMI第66届年会上发表。