2021-04-27
 
研究表明简单的血液检查可以及早发现肝损伤
2021年04月27日   阅读量:152

得克萨斯大学达拉斯分校的化学家郑洁博士在他的职业生涯中花费了大量时间研究金纳米颗粒在纳米医学领域的潜在影响。


在新的研究中,他和他的同事们展示了这些纳米颗粒如何在简单的血液测试中起关键作用,以比目前的方法更早地检测出急性肝损伤。


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这项研究于2月19日在线发表在《科学进展》杂志上,对通讯作者郑的工作进行了扩展,该研究先前已证明了纳米颗粒可用于靶向递送抗癌药物和更好地了解肾脏疾病中国化工网okmart.com


“我们的目标是简化家庭医生的工作,使其更容易早日发现肝损伤。如果他们能及早发现并治疗肝损伤,则患者有更快康复的机会,” Cecil化学和生物化学教授郑说。 H.和Ida Green是自然科学与数学学院系统生物学的教授。


监测和诊断肝脏疾病的金标准是肝脏活检,该活检是侵入性的,可能会引起疼痛或引起并发症。在临床环境中,医生还可以通过记录血液中某些酶和蛋白质(例如丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST))的检测来无创监测肝功能,这些酶和蛋白质是由肝细胞或肝细胞释放的,当器官受损时。


郑说:“当肝细胞死亡时,传统的血液生物标志物如ALT和AST被释放-损害已经发生。” “这些测试的另一个缺点是炎症等其他因素会导致这些生物标志物异常升高。因此,在许多情况下,临床医生可能不会立即进行干预。这造成了问题,因为它会延迟检测和治疗的时间。肝损伤。”


靶向关键抗氧化剂


在这项针对小鼠的研究中,Zheng及其同事专注于一种叫做谷胱甘肽的化学物质,它是肝脏产生的主要抗氧化剂。肝细胞对谷胱甘肽的持续释放或外排有助于维持健康肝脏的排毒功能。但是,当肝脏受损时,谷胱甘肽的产生就会被阻断。


郑说:“已经发现谷胱甘肽耗竭与许多肝脏疾病的风险增加密切相关,包括药物引起的肝损伤,酒精相关和非酒精性脂肪肝疾病,肝纤维化和肝硬化。” 人们已经研究了谷胱甘肽数十年了,但是非侵入性地监测并不容易。


谷胱甘肽的无创监测已被证明是困难的,因为一旦进入血液,该生物分子将被稀释近三个数量级,并且被其他器官迅速消耗并被肾脏迅速清除。


Zheng和他的同事们将他们的专业知识与金纳米颗粒结合谷胱甘肽的行为相结合,开发出了用于急性肝损伤的纳米探针,然后在小鼠中对其进行了测试。他们首先通过化学方法将一种叫做吲哚菁绿(ICG)的有机荧光染料化学连接(或缀合)到金纳米颗粒上,这种染料在临床上具有广泛的用途。


郑说:“由于这种结合,ICG分子不发荧光。金纳米颗粒将染料特异性地带到肝脏。这项工作的优点在于可以高特异性地在肝脏中选择性激活该探针。”


研究人员将共轭金纳米颗粒注射到给予了过量对乙酰氨基酚(APAP)的小鼠体内。对乙酰氨基酚的过量使用,也被称为泰诺(Tylenol),在美国是药物引起的肝损伤的最常见原因之一,也是急性肝衰竭的最常见原因。


追踪毒性


一旦纳米颗粒到达肝脏的正弦曲线部分,谷胱甘肽分子就将ICG分子从金纳米颗粒上敲下来并取代了它们。


“请记住,当肝细胞受到损伤时,谷胱甘肽外流会大大降低;因此,您的谷胱甘肽减少了,而金颗粒表面上残留的ICG分子却更多,”郑说。


金纳米粒子相当快地回到了血液中。在大约半小时内,研究人员能够检测到少量血液中的谷胱甘肽消耗。


郑说:“简单的血液测试表明,金颗粒表面残留了多少ICG。” “残留的ICG越多,肝脏中的谷胱甘肽就越少,这与肝脏损伤直接相关。我们的粒子能够以93%的准确度检测出APAP过量,这是非常高的。而且它处于比传统方法更早的阶段生物标记物可以检测到。”


UT西南医学中心内科教授William Lee博士是该研究的合著者,也是急性肝衰竭和对乙酰氨基酚中毒的全球领先专家之一。Lee一直是由美国糖尿病与消化与肾脏病研究所(NIDDK)赞助的四个网络的现场调查员:丙型肝炎抗病毒长期肝硬化治疗(HALT-C)试验,急性肝衰竭研究组,药物-诱导的肝损伤网络和乙型肝炎研究网络。


“谷胱甘肽通量是对乙酰氨基酚代谢的核心,而郑博士的追踪谷胱甘肽的新方法是我们了解和预防对乙酰氨基酚毒性的能力的一大进步。” Lee说。


未参与此项研究的南加州大学凯克医学院的医学教授,胃肠病学和肝脏疾病负责人尼尔·卡普洛维茨博士说:“研究作者开发了一种新颖的动态评估方法他们的技术进步表明,他们可以对正弦血液中的谷胱甘肽成像,或专门测量收集到的外周血中的这种正弦血浆谷胱甘肽的指标,从而准确反映出肝细胞中谷胱甘肽的含量。”


虽然目前的研究集中在药物引起的急性肝损伤,但郑说,未来的工作将进一步加深对肝-纳米颗粒相互作用的基本了解,继续提高测试的灵敏度和准确性,并扩展该技术以帮助检测慢性肝损伤。他说,这项研究是他先前努力开发易于从体内清除的纳米药物的令人兴奋的扩展。


郑说:“我在职业生涯中的大部分时间都在开发可清除的纳米药物,用于治疗癌症或肾脏疾病等疾病,这项新研究是一项重大突破。” “我们认为我们的新工作可能会导致一种可清除的纳米药物,该药物可以通过简单的验血帮助更早地发现肝损伤,并且可以帮助很多人。”


该研究由美国国立卫生研究院的NIDDK(R01DK103363和R01DK115986),得克萨斯州癌症预防和研究所和韦尔奇基金会资助。该技术已申请专利。


这项为期多年的项目由姜兴亚博士发起,他现在是哈佛医学院/百翰医院和妇女医院的博士后研究员,现由姜达尼亚博士(19)以及达拉斯大学化学博士学位的周秦汉继续进行。其他作者包括麻省理工学院博士后研究员Bujie Du PhD''19;化学博士生李思清和黄英玉;于梦霄博士,化学研究副教授;UT西南大学病理学助理教授Chizhikai博士。


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