放射医学与辐射防护国家重点实验室、苏州医学院欧洲杯官网高明远教授课题组在NMN修饰的超小氧化铁用于治疗急性肾损伤方面取得新进展,相关成果以“Reversing acute kidney injury through coordinated interplay of anti-inflammation and iron supplementation”为题发表在Advanced Materials杂志。论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202301283

急性肾损伤(AKI),病因复杂多样,如心衰、肝功能衰竭、败血症、休克、肾小球肾炎、肾移植等都可诱发AKI。另外,若不加干预,AKI可快速发展为慢性肾病或终末期肾病,给病人带来极大的精神和经济负担。尽管AKI已经引起越来越多的社会关注,但是目前临床治疗AKI的发病机制不明确且没有有效的治疗药物。

调研发现烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+),有抗炎和抗ROS的作用,但缺乏肾靶向性,难以递送。为了解决以上问题,我们利用超小型Fe3O4纳米颗粒作为载体,递送NAD+前体烟酰胺单核苷酸(NMN)到受损肾脏。当前设计的精巧之处在于:1)超小Fe3O4纳米颗粒具有肾脏靶向效果,可快速在肾脏部位,尤其是受损肾脏部位积聚;2NMN修饰之后的Fe3O4纳米颗粒(Fe3O4@NMN)可通过烟酰胺核苷激酶1受体进入肾小管上皮细胞;3)在进入肾小管上皮细胞后,NMN会被细胞内的其他含有磷酸基团的分子置换下来,并转化为NAD+,至此实现药物的精准靶向递送。

实验结果表明Fe3O4@NMN可高效逆转缺血再灌注引起的AKI。深入研究发现,除了NMN引发的抗炎效果,Fe3O4纳米颗粒本身也在受损肾脏的恢复中,通过补铁起着非常重要的治疗作用,这与传统的去铁保护肾脏的认知是完全不同的。

通过进一步挖掘发现,Fe3O4纳米颗粒是通过补铁促进红细胞的生成、改善肾脏微环境而实现治疗效果的。为了解释本工作补铁缓解肾损伤和传统的去铁缓解肾损伤的矛盾,我们用单独的NMN以及临床补铁剂(蔗糖铁)对我们的治疗机制进行了深入研究,发现在AKI的治疗中,补铁的时机非常关键。Fe3O4@NMN探针可快速释放NMN进行抗炎,而缓慢降解Fe3O4纳米粒子进行补铁。正是这种先抗炎再补铁的功能使得Fe3O4@NMNAKI的治疗中效果极佳。

本工作不仅发现了AKI发病新机制,也为AKI的治疗提供了一种新思路和新手段。本论文第一作者为苏州大学段瑞雪副教授和苏州大学2021级硕士研究生李月萍,通讯作者为放射医学与辐射防护国家重点实验室高明远教授、曾剑峰教授以及段瑞雪副教授,苏州大学为该论文第一单位。该工作得到国家自然科学基金(No. 81720108024, 82103057, 82130059, 82222033)和国家重点研发计划(2018YFA0208800)共同资助。