基于多糖包被介孔二氧化硅纳米粒子的多功能荧光纳米平台用于脓毒症靶向治疗与炎症调控

为解决脓毒症治疗中抗生素递送效率低和炎症微环境复杂的问题，研究人员开发了多功能荧光纳米平台1-PGA-2@MSN@Meropenem。该系统以介孔二氧化硅纳米粒子（MSN）为载体，通过聚半乳糖醛酸（PGA）包被增强稳定性，并负载荧光小分子（Compound 1）和天然抗菌剂（Compound 2）。研究证实其具有大比表面积（216.4 m2 /g）、H2 O2 响应性荧光检测（Ka = 1.38 × 105 M-1 ）及显著下调TNF-α和IL-1β等促炎因子的能力，为脓毒症的诊疗一体化提供了新策略。

　　

脓毒症作为全球每年威胁4800万生命的致命炎症综合征，其治疗面临两大核心难题：抗生素难以精准递送至感染灶，以及过度激活的免疫反应引发的"细胞因子风暴"。尽管碳青霉烯类抗生素美罗培南（Meropenem）能改善临床指标，但其抗炎机制不明且缺乏实时监测手段。传统药物载体如介孔二氧化硅纳米粒子（MSN）虽具有高载药量，却无法同时实现炎症靶向与微环境感知。

为突破这一瓶颈，研究人员设计出1-PGA-2@MSN@Meropenem纳米平台。该系统创新性地将MSN的载药优势与聚半乳糖醛酸（PGA）的生物相容性结合，通过嫁接荧光探针Compound 1和银杏提取物抗菌成分Compound 2，构建出兼具诊疗功能的智能纳米武器。相关成果发表在《Carbohydrate Research》上，为脓毒症治疗提供了"递送-成像-调控"三位一体的解决方案。

研究采用单晶X射线衍射解析Compound 1结构，通过FT-IR和PXRD验证材料修饰，利用THP-1巨噬细胞炎症模型评估抗炎效果。关键实验技术包括：H₂
O₂
响应性荧光检测（0-40 μM线性范围）、mRNA水平细胞因子分析、以及共聚焦显微镜观察纳米粒子胞内分布。

【结构描述】
单晶衍射显示Compound 1为单斜晶系，其独特的氟化π共轭结构（含4-羟基香豆素和苯环）赋予670 nm强荧光发射，斯托克斯位移>270 nm，为活体成像奠定基础。

【功能验证】
MSN经PGA包被后比表面积达216.4 m²
/g，平均孔径3.4 nm，美罗培南载药效率显著提升。荧光检测显示对H₂
O₂
具有高选择性响应（K_a
= 1.38 × 10⁵
M^-1
），为炎症微环境实时监测提供可能。

【抗炎机制】
在LPS诱导的THP-1模型中，纳米组TNF-α和IL-1β mRNA表达量较空白组下降50%以上，证实其通过抑制巨噬细胞过度活化调控免疫反应。共聚焦成像显示纳米粒子主要富集于溶酶体，实现炎症部位靶向蓄积。

该研究开创性地将天然多糖修饰与无机纳米载体结合，其重要意义在于：①首次揭示美罗培南通过纳米载体调控巨噬细胞免疫应答的机制；②开发的H₂
O₂
响应型荧光探针为脓毒症动态监测提供新工具；③PGA包被策略解决了MSN生物活性不足的缺陷。这种"一箭三雕"的设计理念，为炎症相关疾病的纳米诊疗提供了普适性研究范式。