具有RONS清除和肝脏靶向功能的二硫化钨原子晶体治疗对乙酰氨基酚诱导的急性肝损伤

本研究针对对乙酰氨基酚(APAP)过量导致的急性肝损伤(AILI)治疗难题，开发了单宁酸修饰的二硫化钨纳米片(WS2@TA NSs)作为新型抗氧化纳米药物。该研究通过液相剥离法成功制备了具有二维结构的原子晶体材料，证实其能够通过W4+/W6+和S2-/S6+价态转换高效清除活性氧氮物种(RONS)，并通过尺寸效应实现肝脏靶向富集。在晚期AILI小鼠模型中，WS2@TA NSs通过激活Nrf2-Keap1通路、抑制NF-κB信号通路，显著改善肝损伤指标，提高生存率，为晚期AILI治疗提供了新策略。

　　

对乙酰氨基酚(APAP)作为全球最常用的解热镇痛药之一，在推荐剂量下安全有效，但过量使用会导致严重的药物性肝损伤。APAP诱导的急性肝损伤(AILI)若持续进展，可能发展为急性肝衰竭(ALF)，成为临床治疗的重要挑战。目前，N-乙酰半胱氨酸(NAC)是唯一获批用于AILI治疗的药物，但其对晚期AILI患者的疗效存在不确定性，这主要因为NAC主要针对APAP摄入后早期发生的氧化应激损伤，而对晚期AILI的无菌性炎症反应作用有限。

针对这一治疗困境，合肥工业大学龚德雁教授团队与安徽医科大学王华教授团队合作，在《Journal of Nanobiotechnology》发表了最新研究成果。研究人员开发了一种具有活性氧氮物种(RONS)清除和肝脏靶向功能的二硫化钨原子晶体(WS₂@TA NSs)，为晚期AILI治疗提供了创新解决方案。

研究团队采用液相剥离法成功制备了单宁酸(TA)修饰的二硫化钨纳米片(WS₂@TA NSs)。该方法首先将原始WS₂粉末在液氮中预处理1小时，然后立即转移至TA水溶液中，经过探头超声5小时后，通过离心纯化得到最终产物。表征结果显示，WS₂@TA NSs具有100-200纳米的横向尺寸和约5纳米的厚度，其晶格间距为0.26纳米，与标准卡片(JCPDS PDF card No. 08-0237)一致。TA的成功修饰不仅提高了纳米片的稳定性，还使其zeta电位从-13.43 mV降低至-16.2 mV，增强了生物相容性。

在技术方法方面，研究主要采用了材料合成与表征（液相剥离法、透射电镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱）、体外生物学评价（细胞活力检测、ROS清除实验、炎症因子测定）、体内药效学评价（AILI小鼠模型建立、组织分布研究、生存率分析）以及分子机制研究（Western blotting、酶联免疫吸附测定）等关键技术手段。

WS2@TA NSs的RONS清除能力

研究团队首先评估了WS₂@TA NSs的RONS清除能力。实验结果表明，WS₂@TA NSs能有效清除ABTS、DPPH、·OH和H₂O₂等多种自由基。在150μg/mL浓度下，WS₂@TA NSs对DPPH的清除效率是WS₂ NSs的1.48倍，对ABTS的清除效率达到3.22倍。XPS分析显示，这种优异的清除能力主要归因于W⁴⁺/W⁶⁺和S^2-/S⁶⁺的价态转换机制。

细胞水平验证

在AML12肝细胞中的实验表明，WS₂@TA NSs在200μg/mL浓度下无明显细胞毒性，并能显著提高APAP刺激后细胞的存活率。DCFH-DA荧光染色显示，WS₂@TA NSs能有效清除H₂O₂诱导的细胞内ROS，其效果优于临床药物NAC。活/死细胞染色实验进一步证实了WS₂@TA NSs对氧化应激损伤的保护作用。

体内分布与生物相容性

通过Cy5.5标记的WS₂@TA NSs追踪实验发现，纳米材料在静脉注射后能有效富集于肝脏部位，且在AILI小鼠肝脏中的富集量显著高于正常小鼠。ICP-MS检测显示，WS₂@TA NSs在注射12小时后开始通过肾脏代谢，具有良好的生物可降解性。28天的长期生物安全性评估表明，WS₂@TA NSs对小鼠体重、血常规指标及肝肾功能均无显著影响，主要器官组织切片也未发现病理学改变。

AILI治疗效果

在APAP(600 mg/kg)致死剂量模型中，WS₂@TA NSs(2.5 mg/kg)治疗组的生存率显著高于PBS组和NAC(300 mg/kg)组。在治疗性剂量模型(APAP 300 mg/kg)中，WS₂@TA NSs能显著降低血清ALT和AST水平，改善肝脏组织病理学改变，包括减轻肝血窦扩张、炎症细胞浸润和肝细胞死亡。

分子机制研究

Western blotting分析显示，WS₂@TA NSs能显著上调Nrf2表达、下调Keap1表达，激活抗氧化信号通路。同时，纳米材料还能抑制NF-κB信号通路，降低p65表达、增加IκBα表达，从而减少TNF-α、IL-6和IL-1β等促炎因子的产生。此外，WS₂@TA NSs还能抑制MPO活性，减少炎症细胞浸润，并通过下调Bax和Caspase-3表达抑制细胞凋亡。

通过使用Nrf2抑制剂氯倍他索丙酸酯(CP)进行验证实验，研究人员进一步证实了WS₂@TA NSs的治疗效果确实依赖于Nrf2通路激活。TUNEL染色实验显示，CP预处理能显著减弱WS₂@TA NSs对APAP诱导的肝细胞凋亡的保护作用。

该研究成功开发了一种具有高效RONS清除能力和肝脏靶向功能的二维钨基原子晶体材料WS₂@TA NSs。这种新型纳米药物不仅能通过价态转换机制有效清除多种RONS，还能通过调节Nrf2-Keap1和NF-κB等重要信号通路，在晚期AILI模型中实现协同抗炎和抗氧化作用。与传统药物NAC相比，WS₂@TA NSs在更低剂量下表现出更好的治疗效果，为晚期AILI的治疗提供了新的思路和策略。

这项研究不仅展示了钨基纳米材料在抗炎治疗中的潜在应用价值，也为开发其他金属基纳米药物提供了重要参考。WS₂@TA NSs优异的生物安全性和靶向性使其成为治疗晚期AILI的有前景的候选药物，未来有望在临床转化中发挥重要作用。