槲皮素碳量子点:小鼠脑出血双靶点治疗的新希望

【字体: 时间:2025年03月04日 来源:Molecular Brain 3.3

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  为解决脑出血治疗难题,研究人员合成槲皮素碳量子点(QECQDs),发现其能改善脑出血状况,为治疗提供新思路。

  脑出血,简单来说就是脑血管破裂,血液涌入周围脑组织,这可不是个小问题,它有着极高的致残率和死亡率。脑出血后,红细胞破裂,铁离子大量释放,就像打开了 “潘多拉魔盒”,引发一系列连锁反应。过多的铁离子会促使活性氧(ROS)大量生成,这些 ROS 极具攻击性,会疯狂地破坏细胞内的脂质、蛋白质和 DNA,导致细胞凋亡,大量神经元和神经胶质细胞因此受损甚至死亡。目前,针对脑出血的治疗面临困境,现有的单靶点治疗药物难以应对脑出血引发的复杂病理过程。所以,研发多靶点药物成为攻克脑出血治疗难题的关键。
南昌大学的研究人员为了找到新的治疗方法,开展了关于槲皮素碳量子点(QECQDs)治疗脑出血的研究。他们发现 QECQDs 具有卓越的性能,为脑出血的治疗带来了新希望。该研究成果发表在《Molecular Brain》杂志上。

研究人员在研究过程中用到了多种关键技术方法。在量子点的制备与表征方面,采用一步水热法合成 QECQDs,并运用透射电子显微镜、荧光分光光度计等多种仪器对其进行表征。细胞实验技术上,培养 HT22 细胞建立神经元损伤模型,用 CCK-8 法检测细胞活力,通过流式细胞术测定细胞内 ROS 水平。动物实验方面,选用 C57BL/6J 小鼠构建脑出血模型,随机分组进行不同处理,运用激光散斑血流成像系统监测脑表面血流,采用多种试剂盒检测脑组织铁离子含量、ROS 水平等指标,还通过免疫荧光染色和 Western blotting 检测相关蛋白表达。

下面来看看具体的研究结果:

  • QECQDs 的纳米特性与光学特性:研究人员利用槲皮素和乙二胺,通过水热合成法成功制备出 QECQDs。透射电镜显示,这些量子点呈均匀分散的球形,直径在 2 - 11nm 之间。动态光散射分析表明,其平均流体动力学直径为 4.573±1.488nm,并且在 28 天内,粒径和 zeta 电位都表现出良好的稳定性。QECQDs 的三维荧光发射光谱显示,其最佳激发波长为 400nm,发射波长为 525nm,在不同浓度下,溶液在自然光和 365nm 紫外光下呈现出不同颜色,且具有荧光防伪特性。
  • QECQDs 的铁离子螯合与自由基清除能力:研究发现,QECQDs 具有强大的铁离子螯合能力。当与不同浓度的 Fe2+和 Fe3+离子共同孵育时,随着离子浓度增加,QECQDs 溶液的荧光强度逐渐降低,当离子浓度达到 50μM 时,荧光猝灭效率超过 70%。在自由基清除能力上,无论是 ABTS还是 DPPH·自由基,QECQDs 都展现出优异的清除效果,且在清除能力上优于槲皮素。随着 QECQDs 浓度增加,对两种自由基的清除率逐渐提高,并且具有时间依赖性。
  • QECQDs 的神经保护作用及体内分布:在体外实验中,研究人员利用 HT22 细胞研究发现,与对照组相比,氯化血红素处理的 HT22 细胞内 ROS 水平显著升高,而加入 QECQDs 后,细胞内 ROS 水平明显降低,细胞活力也得到显著提升,这表明 QECQDs 能有效清除细胞内 ROS,保护神经元免受损伤。在体内分布实验中,通过鞘内注射 QECQDs,研究人员发现其主要分布在软脑膜、蛛网膜下腔和硬脑膜,这为其发挥治疗作用提供了有利的分布基础。
  • QECQDs 对脑出血后相关指标的改善作用:激光散斑血流成像系统检测结果显示,脑出血后,大脑表面血流明显下降,而 QECQDs 治疗组在脑出血后 1、3、7 天,损伤半球的血流明显增加,这说明 QECQDs 能够促进脑出血后脑膜血流的恢复。在改善损伤微环境方面,研究发现 QECQDs 治疗能降低脑出血后大脑组织中铁离子(Fe2+和 Fe3+)的积累,减少 ROS 的产生,降低丙二醛(MDA)和 Cleaved caspase - 3 的表达,有效抑制氧化应激诱导的神经元损伤和凋亡。此外,QECQDs 治疗还能减轻脑出血后的脑损伤,减少血肿体积和脑水肿,提高小鼠的神经功能,且 QECQDs 具有良好的生物相容性。

总的来说,这项研究意义重大。QECQDs 展现出了出色的铁离子螯合和抗氧化性能,能够保护 HT22 细胞免受氯化血红素诱导的氧化应激损伤,提高细胞活力。在治疗脑出血方面,QECQDs 不仅能清除脑脊液中多余的铁离子和氧自由基,还能促进脑表面血流恢复,改善损伤微环境,保护神经元,减轻血肿和脑水肿,有助于神经功能的恢复。这一研究成果为开发治疗脑出血的多靶点药物奠定了坚实基础,为脑出血的治疗开辟了新方向。但目前研究主要在小鼠模型上进行,未来还需要进一步开展临床试验,验证 QECQDs 在人体中的疗效和安全性,期待 QECQDs 能早日应用于临床,为脑出血患者带来新的希望。
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