​南京医科大学张明/港中深唐本忠院士AFM：具有近红外光热效应的炎症微环境响应纳米马达，用于深度炎症消除和感染抑制

感染的慢性伤口区域具有独特的微环境，其特征是缺氧、活性氧（ROS）过量和炎症状况。细菌形成的生物膜通过阻碍治疗剂渗透到深部感染的伤口组织并增加耐药性，限制了大多数疗法的抗炎效率。而在另一方面，促炎M1巨噬细胞极化的单一调节不能立即缓解炎症。

有鉴于此，南京医科大学张明副教授和香港中文大学唐本忠教授等人开发了“一体式”叶酸修饰的较小的有机分子纳米粒子(2TT-mC6B@CeO₂@FA，PCFs），它们具有双重靶向细菌和M1巨噬细胞、双重调节M1巨噬细胞、光热治疗（PTT）和酶样活性等优异性能。基于自身的过氧化氢酶和超氧化物歧化酶样活性，PCFs可以有效地清除ROS并产生氧气（O₂）。产生的氧气可以自动驱动PCF作为纳米马达运动，以进一步促进深度渗透和拯救缺氧。ROS的清除促进M1巨噬细胞极化为抗炎M2巨噬细胞。该研究还发现，FA修饰的PCF可以靶向细菌和M1巨噬细胞，通过PTT选择性地消除M1巨噬细胞和细菌，从而缓解炎症和慢性伤口愈合。转录组分析证实，PCFs抑制炎症相关基因的表达，同时增加抗炎细胞因子的表达。体内实验表明，PCF有利于新生组织的新生血管形成和伤口部位的组织生成。相关工作以“Inflammatory Microenvironment-Responsive Nanomotors with NIR Photothermal Effect for Deep Inflammation Elimination and Infection Inhibition”为题发表在Advanced Functional Materials。

【文章要点】

如图1所示，作者在之前工作（Adv. Mater. 2024, 36, 2307785.）的基础上，通过简单的一步法开发了一种双靶向功能叠加的纳米平台PCF。在引入光热试剂（2TT-mC6B）的基础上，PCF具有优异的光热杀菌性能。CeO₂ NP的酶催化性质则有助于产生O₂。而O₂被鉴定为一种比营养物质更重要的物质，可以促进细菌防御、血管生成、细胞增殖和胶原蛋白合成等修复过程。

图1 PCF的合成与表征

此外，产生的氧气使PCF成为具有深度穿透能力的纳米马达，以克服生物膜堵塞，并在发炎的伤口区域提供高效的PTT。此外，CeO₂ NP作为强效的ROS清除剂，可以缓解高度氧化的炎症伤口微环境，这对局部巨噬细胞从促炎M1型到抗炎M2型的极化起到了重要作用。FA修饰赋予PCFs实现巨噬细胞和细菌靶向的能力，从而选择性消除M1巨噬细胞和细菌以抑制炎症。M1巨噬细胞的双重调节将为抗炎过程提供正反馈。体外和体内试验表明，PCF比单一CeO₂ NP具有更好的分散性和ROS清除效率，与以前的系统相比具有更高的靶向能力，对M1巨噬细胞重编程的有效双重调节，以及在MRSA感染和脓肿伤口小鼠模型中的强大治疗效果（图2）。

图2 双靶向PCFs深层抗感染、抗炎症和免疫调节的原理图和机制

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202416684