自组装抗氧化纳米颗粒(RNP)显著提升重症疟疾生存率并缓解症状
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时间:2025年10月04日
来源:Molecular Pharmaceutics 4.5
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本研究针对感染性疾病中活性氧(ROS)过度产生导致的氧化应激损伤问题,开发了一种具有长效循环和靶向抗氧化特性的自组装纳米颗粒(RNP)。研究人员通过鼠类疟疾模型发现,RNP能显著降低血液ROS水平、抑制红细胞膜氧化损伤,并提高生存率,为疟疾及其他感染性疾病提供了突破性治疗策略。
感染性疾病一直是全球公共卫生的重大挑战,其中重症疟疾更是导致高死亡率的主要病因之一。这类疾病在发展过程中常引发“细胞因子风暴”(cytokine storm),伴随大量活性氧(ROS)的爆发性产生,进而导致组织与细胞的严重损伤。尽管抗氧化剂被广泛用于清除ROS,传统低分子量抗氧化剂(如TEMPOL)因代谢快、易排泄以及可能干扰正常细胞内的氧化还原平衡,难以有效应对感染状态下的氧化应激。这一治疗困境促使研究人员探索更精准、高效且安全的抗氧化策略。
为此,Toru Yoshitomi、Yukio Nagasaki等研究团队设计了一种新型自组装抗氧化纳米颗粒——氧化还原纳米颗粒(redox nanoparticle, RNP),并利用Plasmodium berghei(伯氏疟原虫)感染的小鼠模型,系统评价了RNP在重症疟疾治疗中的效果。该研究发表于《Molecular Pharmaceutics》,为纳米材料在抗感染治疗中的应用提供了重要依据。
在研究过程中,作者主要采用了以下关键技术方法:通过纳米自组装技术构建具有聚乙二醇(PEG)壳层的RNP;利用小鼠重症疟疾模型进行体内药效评价;通过血液ROS水平检测、红细胞膜氧化与脆性分析以及生存率观测,综合评估RNP的治疗效果。所有动物实验均符合伦理标准,小鼠来源未明确说明,但模型为实验室常用疟疾感染模型。
RNP的设计与表征
研究人员首先合成了RNP,其结构特点是具有自我组装能力,并外包覆PEG链。这种设计不仅延长了RNP在血液中的循环时间(超过24小时),还限制其进入正常细胞,从而避免破坏细胞内氧化还原稳态。
RNP显著降低血液ROS水平
在感染疟疾的小鼠中,一旦红细胞感染率超过阈值,血液中的ROS急剧上升,未治疗组小鼠全部死亡。虽然低分子量抗氧化剂TEMPOL仅略微降低ROS,RNP处理则使ROS水平显著下降,证明其高效清除ROS的能力。
RNP改善疾病症状与生存率
与TEMPOL相比,RNP治疗组小鼠的疾病严重程度明显减轻,生存率大幅提升。这表明RNP通过系统性地调控氧化应激,有效阻断了疟疾进展中的恶性循环。
RNP抑制红细胞膜氧化与脆性
感染过程中,红细胞膜因氧化损伤而变得脆弱,易发生破裂。经RNP治疗后,红细胞膜的氧化程度和机械脆性均显著降低,从而保护了红细胞的正常功能,减轻了贫血等病理症状。
研究结论表明,RNP作为一种新型纳米抗氧化剂,能够精准、持久地作用于血液中的过高ROS,显著改善感染导致的氧化损伤,提高生存率,并保护红细胞免受氧化破坏。该研究不仅为疟疾治疗提供了一种突破性策略,也为其他伴有过度氧化应激的感染性疾病(如败血症、病毒感染等)开辟了新的药物设计方向。值得注意的是,RNP的PEG化表面和纳米尺径特性使其具有优越的生物相容性和靶向性,未来在临床转化中具有广阔潜力。
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