南京大学赵晓智团队Adv. Sci. | 双重草本构筑高缺陷中药碳点纳米酶,靶向干预肾脏缺血再灌注损伤

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肾脏缺血再灌注（I/R）损伤是急性肾损伤（AKI）主要诱因，氧化应激与炎症恶性循环加重肾损伤，缺少特异性治疗药物。南京大学医学院附属鼓楼医院赵晓智研究团队利用黄芪-当归经典药对制备复合碳点AM-AS@CDs，打破单味药碳点局限，凭借高类SOD抗氧化活性，阻断氧化-炎症环路，实现肾脏靶向保护。相关成果以“Engineered Carbon Dots from a Traditional Herb Pair Orchestrate Concurrent Antioxidant and AP-1-Mediated Inflammation to Attenuate Renal Ischemia-Reperfusion Injury”为题发表在Advanced Science上。

水热法制备三种碳点：AM@CDs、AS@CDs、AM-AS@CDs，DLS粒径分别为4.4、3.4、4.1 nm；晶格间距0.21 nm。复合碳点缺陷度更高，ID/IG=1.48，远高于单药碳点（0.58/0.78）；Zeta电位-20~-25 mV，胶体稳定性优异。

AM-AS@CDs元素占比：C 66.41%、N 7.55%、O 26.04%，氮氧掺杂量显著高于单药碳点；独有石墨氮构型，C-C/C-N、C=O官能团含量分别提升1.8倍、1.5倍，丰富活性位点。

AM-AS@CDs比活性达10793 U/mg，是单药碳点的1.7倍；无羟基自由基生成，无氧化毒副作用。1:1为最优药料配比；表面氨基、羧基、羟基协同作用，共同调控类SOD活性。高氮掺杂+高密度缺陷，构筑优异抗氧化结构基础。

无明显细胞毒性；相较单药碳点及临床抗氧化剂NAC，AM-AS@CDs可显著清除细胞内ROS，大幅抑制H₂O₂诱导的肾小管上皮细胞凋亡，在多种肾细胞中均具备稳定保护效果。

动物AKI模型中，AM-AS@CDs显著下调CRE、BUN及肾损伤基因Kim-1、Lcn2，减轻肾小管空泡变性、刷状缘脱落病理损伤。材料注射2 h肾脏富集，缺血损伤肾脏富集量更高，生物相容性优异，无脏器毒性。

AM-AS@CDs显著降低外周血及肾脏内中性粒细胞、巨噬细胞浸润；下调Ccl2、Ccl7、Ccl20、Cxcl1趋化因子，抑制NF-κB通路，阻断炎症级联放大。

转录组显示I/R模型存在1455个上调、1271个下调基因；AM-AS@CDs可重置氧化平衡，恢复Nrf2/HO-1通路稳态，上调SOD、GPX4等内源抗氧化基因表达。

筛选得到328个差异交集基因，富集白细胞迁移、细胞因子互作通路；材料下调Fosl1、c-Jun转录与磷酸化水平，抑制AP-1复合物活化，阻断趋化因子表达，抑制炎症浸润。

总   结

基于中药配伍理念合成的AM-AS@CDs，凭借高缺陷、高杂原子掺杂结构实现优异类SOD活性；通过清除ROS+稳定内源抗氧化系统+阻断AP-1炎症轴双重机制，靶向改善肾脏I/R损伤，为中药衍生纳米酶治疗急性肾损伤提供全新研发思路。

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通讯作者简介

赵晓智