急性肾损伤(AKI)是一种严重的全球性健康负担，具有高发病率和高死亡率，经常进展为慢性炎症和不可逆转的肾纤维化。目前的估计表明，AKI每年影响全球1300多万人，并导致约170万人死亡。流行病学数据显示，AKI在住院患者中的发病率为13%-18%，在重症监护病房(ICU)环境中上升到30%-50%。在其多因素病因中，肾缺血再灌注(I/R)损伤是主要的触发因素。I/R-AKI的机制由分子级联的复杂相互作用所协调，其中氧化应激成为关键的驱动因素。在缺血期间，缺氧抑制氧化磷酸化，并导致抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)的下调。在再灌流时，突然的复氧会导致活性氧簇(ROS)的过量爆发。过量的ROS压倒了内源性SOD介导的解毒作用，并放大了氧化损伤。ROS的过量生产随后会触发不适应的细胞反应，如程序性细胞死亡和促炎信号级联。关键的是，这种氧化爆发是随后炎症级联的主要激发因素，而炎症级联在缺血性AKI的进展中起着关键作用。
氧化应激是启动和放大I/R-AKI炎症的核心驱动因素。鉴于除肾脏替代外尚无特定的治疗方法，迫切需要能够扰乱氧化-炎症正反馈循环的新干预措施。在这一前提下，具有内在抗氧化酶模拟特性的纳米材料提供了一条很有前途的治疗途径。碳点(Carbon dots，CDS)是一类碳基纳米材料，由于其尺寸小、生物相容性好、表面官能团丰富以及可定制的仿酶催化活性而在生物医学领域引起了广泛的关注。值得注意的是，某些CD可以模拟SOD或CAT(CAT)的功能，有效地清除ROS，这使它们成为潜在的针对I/R损伤根本原因的治疗剂。最近的研究证明，从中草药中提取的CD比其母药具有更好的生物活性。然而，目前的战略仍然存在一个重大限制。到目前为止，大多数研究都依赖于单一的草药作为镉合成的前体。这种方法可能没有充分利用中医的整体治疗原则，后者通常使用草药组合来实现协同作用。一个关键和尚未探索的问题仍然是：如何在纳米级合理整合多种互补天然药物的药理资源，以制造复合CD? 这样的设计可能会直接将协同作用工程到纳米结构中，从而超过单组分草药衍生的CD的催化活性和治疗效果。
这项研究旨在通过从二元草药系统开发复合CD来解决这一差距。黄芪(AM)和当归(AS)是中医的经典中药配对(气归配对)，具有免疫调节、抗炎、抗氧化等多种药理活性。它们可以通过调节PI3K/Akt、Nrf2/HO-1和NF-κB等信号通路，改善缺血缺氧微环境，减轻氧化应激和炎症损伤。重要的是，除了它们的药理协同作用外，AM和AS还为纳米材料的构建提供了互补的化学成分。黄连富含多糖和皂苷。相反，AS含有丰富的酚酸和小的芳香分子。这种差异导致了不同的碳前体。它能够形成多相碳骨架，包括糖衍生结构和芳香族衍生结构。这种结构多样性有利于产生丰富的表面官能团。它还可能促进碳化过程中的杂原子掺杂。这些特征与催化活性中心的形成密切相关。它们对模拟酶的活动也是至关重要的，特别是清除ROS和类似SOD/CAT的性能。我们推测，使用AM-AS草药对作为混合前体可以生产具有增强生物活性的CD(AMAS@CDS)。这些纳米材料有望显示出更好的纳米酶样催化性能和对I/R-AKI的治疗效果。
