提供者：武汉尚恩生物技术有限公司 发布时间：2026/8/3 15:32:06 阅读次数：386次 进入该公司店铺
急性肺损伤（ALI）是由多种病原体（包括真菌、细菌和病毒）引起的严重炎症性疾病，至今尚无针对此病症的特定治疗方法。在ALI进展过程中，ROS的过度存在会减弱内皮细胞之间的连接，破坏内皮屏障的完整性，导致肺内皮细胞通透性增加，进而引起肺水肿和细胞浸润。目前，许多ROS清除剂，包括环丙沙星、地塞米松和姜黄素，被用于减轻ALI中的氧化应激。但在所有类型的ROS中，H₂O₂对ALI具有一定的治疗效果，它可以抑制免疫细胞中脂多糖（LPS）诱导的核因子κB信号传导。在体内直接给予普通的ROS清除剂存在一定的局限性，不仅水溶性差、药物滞留时间短、剂量高，最重要的是对ROS种类无选择性，这些都妨碍了治疗效果。尽管抗生素和病毒疫苗的出现显著降低了与ALI相关的死亡率，但抗生素耐药性的出现，成为一个重大挑战。目前，吸入疗法是治疗ALI/ARDS最有效的方法之一。由于身体固有的自我保护机制，通常需要额外措施来克服两个重要屏障：化学免疫屏障和机械屏障。为了解决这些限制，开发具有更强驻留能力的药物递送系统，以实现持续的药物存在并提高ALI的治疗效果至关重要。
2024年6月浙江大学以及其附属医院团队在《Nano Today》（IF：17.4）发表了题为Prolonged resident nanoparticles effectively treat acute lung injury via the selective upregulation of intracellular hydrogen peroxide的研究文章。本研究设计了一种新型聚氨酯载体（PUSB），负载靶向药物帕挫帕尼（Pazo），制备得到兼具双功能特性的纳米颗粒PUSB@Pazo NPs，其在肺泡中可以长期驻留（48小时），实现有害ROS的清除和选择性增强H₂O₂，展现出极具潜力的急性肺损伤治疗效果。
PUSB和NPs的合成与表征
本研究以大分子二醇PPF作为软段，SB-二醇与1,6-六亚甲基二异氰酸酯（HDI）作为硬段，硫代缩酮二胺作为扩链剂，通过逐步聚合反应合成了两性离子聚氨酯PUSB。作为对照，本研究同步合成了不含两性离子的聚氨酯PPFTU。它们的化学结构通过H NMR和FTIR光谱共同验证。XPS可以进一步明确聚合物内部原子间的键合状态。
研究人员采用O/W乳液-溶剂蒸发法制备了PUSB、PPFTU和负载Pazo的PUSB NPs（PUSB@Pazo NPs）。NPs具有良好的胶体稳定性，其DPPH清除效率随其浓度增加而提高；而PUSB NPs不仅具有良好抗蛋白粘附性能，还对·OH和超氧阴离子比H₂O₂更敏感。CCK8检测显示，与空白对照相比，PUSB和PUSB@Pazo NPs对A549细胞均无显著毒性，这保证了它们在后续实验中的生物应用。此外，在LPS刺激下，RAW264.7细胞分泌了更多的H₂O₂，并且在加入Pazo后，这种效应进一步增强，在25 mM Pazo时达到最高水平。
PUSB@Pazo NPs的体内生物分布和ROS抑制
吸入实验表明NPs能够成功递送至肺部，并且主要分布在肺部，而其他器官几乎未检测到。PPFTU NPs可以在一定程度上提高Pazo在肺部的滞留时间，但这种效应在48小时内逐渐消失，而在48小时内，PUSB@Pazo+Cy5.5组的荧光发射在所有四组中显著更强。因此，PUSB的两性离子基团可以降低PUSB@Pazo NPs的体内清除率，并延长其吸入后在肺部的滞留时间。
小鼠实验（鼠尾静脉注射L012探针）表明，PUSB NPs、Pazo和PUSB@Pazo NPs均能显著清除ROS。其中，PUSB@Pazo NPs最显著地降低了肺组织中局部ROS的表达。
研究人员通过向C57BL/6雄性小鼠注射PEG-过氧化氢酶来分解体内的H₂O₂，从而验证H₂O₂在ALI治疗中的作用。经PUSB NPs和PUSB@Pazo NPs治疗后，水肿和肺损伤程度显著减轻。然而，当预先注射PEG-过氧化氢酶时，治疗减弱，出现严重的肺水肿。在给予PUSB NPs和PUSB@Pazo NPs后，MPO水平也会显著降低。同样，即使给予相同的PUSB@Pazo NPs，预先注射PEG-过氧化氢酶也导致更多的中性粒细胞浸润。
这些实验证实，PUSB@Pazo NPs通过促进H₂O₂分泌和抑制其他类型的ROS来发挥ALI治疗功能。
PUSB@Pazo NPs减轻LPS诱导的ALI小鼠的肺损伤
为了深入探索PUSB@Pazo NPs的治疗效果，分别给予ALI小鼠PUSB NPs、Pazo、PUSB@Pazo NPs和PBS。肺W/D比是指示肺水肿的典型指标。实验结果显示，用PBS处理的模型组W/D比最高，表明受伤小鼠出现显著肺水肿。PUSB处理组显示出一定程度的水肿抑制。相比之下，给予Pazo，尤其是PUSB@Pazo NPs，显著降低了W/D比，后者的比值最小。通过显微镜对肺组织进行了典型的组织学检查，进一步证实了以上实验结果，PUSB@Pazo NPs最显著地减轻了组织学损伤（肺泡壁增厚、炎性细胞广泛分布到肺泡间质和出血）。进一步分析显示，PUSB@Pazo组的BALF中总细胞计数、中性粒细胞计数和总蛋白浓度一致最低。总之，使用PUSB@Pazo NPs显著减轻了严重的肺损伤。
在ALI进展过程中，ROS的过量产生会氧化蛋白质、脂质和DNA，导致肺泡上皮细胞和毛细血管内皮细胞损伤。因此，氧化损伤程度是评估PUSB NPs抗氧化能力的关键指标。LPS刺激后，给予PUSB和PUSB@Pazo NPs后，MPO水平显著降低。肺泡上皮细胞过度凋亡是ALI病理生理进展的主要因素。通过TUNEL法测定肺泡上皮细胞的凋亡）。在PUSB@Pazo组中观察到的TUNEL阳性细胞数最少（8.3 ± 1.5），而LPS处理后阳性细胞显著增加（40 ± 9.0）。
在ALI的病理生理进展中，炎性介质如IL-1α、MCP-1、TNF-α和IL-6的产生和释放增加。因此，抑制炎性细胞浸润和炎性因子分泌对于治疗ALI至关重要。在LPS处理的小鼠的BALF和血清中，包括IL-1α、MCP-1、TNF-α和IL-6在内的炎性因子浓度显著升高，而在Pazo，特别是PUSB@Pazo处理组的BALF中，这些因子浓度较低。实际上，PUSB@Pazo组的肺泡灌洗液和血清中的炎性因子含量最低，验证了PUSB和Pazo的组合可以有效调节炎性细胞因子水平。
本研究合成了含两性离子结构的亲水性聚氨酯PUSB，制备的PUSB@Pazo纳米颗粒既通过表面水合层实现了肺部48小时滞留，又突破传统思路实现活性氧选择性调控——清除有害ROS的同时协同帕唑帕尼上调巨噬细胞过氧化氢分泌，在小鼠急性肺损伤模型中显著降低炎症因子水平、减轻氧化应激与肺泡损伤，疗效远优于游离药物组。后续可优化制备得率，并依托聚合物自带的可修饰双键拓展更多活性氧相关疾病的治疗场景，为肺部吸入给药纳米平台提供新的研发方向。
该文献使用了尚恩生物A-549(人肺腺癌细胞)（SNL-089），详细信息请戳官网https://www.sunncell.com.cn/！
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