S-亚硝基谷胱甘肽与S-亚硝基-N-乙酰青霉胺在生物医学应用中的稳定性综合评价及其对一氧化氮控释的机制研究

为解决一氧化氮(NO)直接递送半衰期短、反应活性高的临床难题，研究人员系统评估了两种常用NO供体(S-亚硝基谷胱甘肽GSNO和S-亚硝基-N-乙酰青霉胺SNAP)在生理环境下的稳定性。通过nESI-MS2 、Griess法和电化学传感等多技术联用，首次揭示缓冲体系、pH、温度、UV辐照及细胞培养基成分对RSNOs稳定性的影响规律，为优化NO基疗法提供了关键数据支撑。

　　

在生物医学领域，一氧化氮(NO)作为关键信号分子，在血管舒张、神经传导和免疫调节中发挥核心作用。然而其临床应用长期受限于极短半衰期(<5秒)和有限扩散距离(20-160μm)。为突破这一瓶颈，S-亚硝基硫醇(RSNOs)作为NO载体被广泛研究，其中内源性GSNO与外源性SNAP最具应用潜力。但现有研究对RSNOs在复杂生理环境中的稳定性认知仍存在显著空白——多数实验采用非生理浓度(高达50mM)或简化缓冲体系，难以反映真实生物环境。更关键的是，葡萄糖浓度、血清组分等关键生物变量对RSNOs稳定性的影响机制尚未阐明，这严重制约了NO疗法的精准调控。

针对这些挑战，国外研究团队在《Nitric Oxide》发表重要成果。研究采用创新性的多模态分析策略：通过纳米电喷雾质谱(nESI-MS²
)首次实现GSNO与SNAP分子稳定性的直接对比；结合Griess法系统考察不同缓冲体系(PBS/HEPES-S等)、pH梯度(3-13)、温度(4/37°C)和UV灭菌条件(254nm)下的NO累积释放；采用电化学传感器实时监测细胞培养基(含1/4.5g/L葡萄糖和5/10%FBS/BCS)中NO动态释放。

在分子稳定性方面，nESI-MS²
揭示GSNO的S-N键解离能(39.6kcal/mol)显著高于SNAP(35.6kcal/mol)，其质子化离子丰度达SNAP的25倍。CID实验显示GSNO在10V碰撞电压下才完全碎裂，而SNAP在0V即出现明显降解，证实GSNO具有更强的本征稳定性。

环境因素分析发现：PBS中磷酸根离子使GSNO/SNAP半衰期缩短50%，而HEPES-S仅影响GSNO；pH响应曲线显示GSNO在pH11时释放峰值(12μM/24h)，SNAP则在pH9呈现平台效应；UV辐照下SNAP的NO释放速率是GSNO的2.3倍，但两者均在120分钟后达稳态；4°C储存可完全抑制热分解，37°C时SNAP在PBS中的降解速率常数较GSNO高1.8倍。

细胞培养基实验揭示关键生物学发现：添加1mM谷胱甘肽(GSH)时，SNAP的NO爆发释放量比GSNO高47%，证实其更易发生转亚硝基反应；而在高糖(4.5g/L)无GSH条件下，GSNO在5%BCS中的稳定性反降38%，提示血清蛋白可能通过未知途径加速其分解。

该研究首次建立RSNOs在模拟生理环境中的稳定性图谱，揭示GSNO更适合长期缓释应用(如伤口敷料)，而SNAP在急性干预(如抗血栓导管)中更具优势。创新性地发现培养基组分通过非GSH途径调控RSNOs降解的新机制，为开发环境响应型NO递送系统提供了理论依据。研究采用的nESI-MS²
与电化学传感联用策略，为不稳定生物分子的原位分析建立了新范式。这些发现将推动NO疗法在精准医学中的应用，特别是在糖尿病伤口愈合、心血管介入器械等需长期控释的临床场景中具有重大转化价值。