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為什么中藥碳點的研究進(jìn)展值得關(guān)注?

為什么中藥碳點的研究進(jìn)展值得關(guān)注?
先豐納米  2025-02-26  |  閱讀:1202

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碳點(CDs)作為一種新型的熒光碳納米材料近年來取得了重要的研究突破,其中中藥CDs引起了研究人員的廣泛關(guān)注。中藥炭藥是中醫(yī)臨床應(yīng)用中極具特色的一類藥物,其合成方法與CDs的制備工藝相似,且合成的納米材料直徑小于10nm,因此稱之為中藥CDs,目前中藥CDs已被深入應(yīng)用于疾病治療和生物成像等領(lǐng)域。


如何區(qū)分中藥CDs與其他CDs呢?


研究者認(rèn)為,潛在的治療效果和熒光特性是區(qū)分中藥CDs與其他CDs的有意義的標(biāo)志。中藥的藥用價值可能使中藥CDs含有藥用物質(zhì)而無需進(jìn)行藥物裝載,可以有效避免有害影響。此外,中藥CDs在生物成像中的應(yīng)用為治療診斷奠定了堅實的基礎(chǔ),有望在不久的將來取得重大突破。


本期小豐整理了3篇中藥CDs的研究進(jìn)展,一起看下~


Journal of Nanobiotechnology

中藥碳納米點用于抗甲狀腺癌


甲狀腺癌是內(nèi)分泌系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一。提高甲狀腺癌的治療效果,抑制癌細(xì)胞的增殖和遷移,尋找新的藥物和治療方法一直是世界醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。


期刊Journal of Nanobiotechnology報道研究人員以具有一定生物活性的中藥活性物質(zhì)咖啡酸為前體,通過一步水熱法制備新的咖啡酸碳納米點,有望成為治療甲狀腺癌的潛在藥物。


研究發(fā)現(xiàn),咖啡酸CDs保留了中藥活性物質(zhì)的部分結(jié)構(gòu)和生物活性,具有良好的生物相容性、水溶性和穩(wěn)定性。CDs的構(gòu)建有效地提高其生物吸收率和藥效。體外細(xì)胞實驗表明,低劑量咖啡酸CDs對低分化甲狀腺乳頭狀癌BCPAP細(xì)胞有顯著的抑制作用。在低濃度16μg/mL下,對人甲狀腺癌細(xì)胞BCPAP的抑制率為~79%。


通過轉(zhuǎn)錄組、實時定量PCR和western blot實驗對CDs抗腫瘤機(jī)制進(jìn)行預(yù)測和驗證。咖啡酸CDs可以通過MAPK信號通路調(diào)控腫瘤細(xì)胞的存活,下調(diào)KRAS、p-BRAF、p-MEK1和p-ERK1/2的表達(dá)。體內(nèi)實驗進(jìn)一步證實,咖啡酸CDs在相當(dāng)?shù)偷膭┝肯驴梢燥@著抑制異種移植物對甲狀腺乳頭狀癌的致瘤性。


該項研究通過融合中藥有效成分與納米技術(shù)的獨特優(yōu)勢為高耐藥低分化甲狀腺乳頭狀癌提供了新的納米藥物治療策略,不僅拓寬了納米藥物設(shè)計的視野,還為解決傳統(tǒng)藥物傳遞系統(tǒng)的局限性提供了創(chuàng)新性的解決方案。


文獻(xiàn)名稱:A new strategy of using low-dose caffeic acid carbon nanodots for high resistance to poorly differentiated human papillary thyroid cancer


ACS Nano

結(jié)構(gòu)定向碳點作為ROS納米調(diào)節(jié)劑用于動態(tài)慢性炎癥和感染消除


選擇性消除細(xì)胞毒性ROS的同時保留必需的ROS在慢性炎癥的管理中至關(guān)重要。此外,同時發(fā)生的細(xì)菌感染可進(jìn)一步使病情復(fù)雜化,因此需要精確和有效的治療策略。


ACS Nano報道研究人員制備了基于草藥CDs的活性氧(ROS)納米調(diào)節(jié)劑,用于動態(tài)調(diào)控ROS以實現(xiàn)慢性炎癥和感染的精準(zhǔn)治療。


研究人員通過從金銀花(HOCD)、紅豆杉葉(TACD)和蒲公英(DACD)中提取碳點,通過調(diào)節(jié)草藥CDs的表面態(tài),構(gòu)建了動態(tài)活性氧納米調(diào)節(jié)劑,實現(xiàn)了對細(xì)胞毒性ROS的選擇性清除,同時保留了必需的ROS(如O2-、H2O2和NO),從而在不影響必需ROS信號通路的情況下高效治療慢性炎癥。


研究發(fā)現(xiàn),酚羥基(?OH)有助于清除細(xì)胞毒性ROS,而C?N/C=N基團(tuán)則賦予碳點光動力活性,使其在光照下能夠產(chǎn)生殺菌性ROS。體外抗菌實驗證明,來自紅豆杉葉(TACD)和蒲公英(DACD)的CDs因其表面的C?N/C=N結(jié)構(gòu),能夠在紅光區(qū)域吸收光并高效產(chǎn)生活性氧用于殺菌。特別是DACD,因其出色的動態(tài)ROS調(diào)節(jié)能力,非常適合用于同時治療慢性炎癥和感染(如糖尿病傷口感染),展現(xiàn)出精準(zhǔn)、高效且副作用小的治療潛力,具有巨大的臨床應(yīng)用前景。


該項研究通過調(diào)節(jié)表面官能團(tuán),合理設(shè)計了3種中藥CDs,用于慢性炎癥或感染治療的靶向ROS調(diào)節(jié),顯示出對于解決并發(fā)的慢性炎癥和感染如糖尿病傷口感染的特殊適用性。


文獻(xiàn)名稱:Structurally Oriented Carbon Dots as ROS Nanomodulators for Dynamic Chronic Inflammation and Infection Elimination


Advanced Functional Materials

金銀花衍生碳點用于減輕肺部炎癥


碳點(CDs)的催化活性在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注。然而CDs及其在疾病治療中的藥理機(jī)制的結(jié)構(gòu)活性關(guān)系尚未全面闡明。


期刊Advanced Functional Materials報道研究人員以中草藥金銀花為前體材料開發(fā)了兼具催化性質(zhì)和藥理活性的CDs(Hy-CDs),并將其應(yīng)用于肺部炎癥包括急性肺損傷和肺缺血再灌注損傷的治療研究。


在該項工作中,研究人員使用碳化法和水熱法分別制備了兩種金銀花衍生的CDs,記為Ca-CDs和Hy-CDs。研究發(fā)現(xiàn),Hy-CDs展現(xiàn)了相對于Ca-CDs更強(qiáng)的抗氧化性質(zhì),催化活性的不同可能源于表面基團(tuán)不同。DCFH和DHE的實驗結(jié)果都表明Hy-CDs在細(xì)胞層面能夠有效的清除過量的活性氧,緩解氧化應(yīng)激。此外,實時熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的結(jié)果證明,Hy-CDs還能夠抑制促炎細(xì)胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)的表達(dá)。


研究人員構(gòu)建了急性肺損傷模型并進(jìn)行靜脈注射治療。結(jié)果顯示Hy-CDs具有較明顯的治療效果,能夠顯著抑制急性肺損傷帶來的炎癥爆發(fā)。進(jìn)一步實驗結(jié)果證實,Hy-CDs可通過抑制GBP2的表達(dá),進(jìn)而對Caspase11/GSDMD通路進(jìn)行調(diào)控,從而抑制細(xì)胞焦亡的發(fā)生。


該項工作闡明了CDs表面基團(tuán)對SOD酶活性的影響,確定了源自中草藥的CDs仍保持良好的生物活性,并具有良好的生物安全性、高生物活性以及豐富的碳源,有望使其成為潛在的疾病治療新藥。


文章名稱:Honeysuckle-Derived Carbon Dots With Robust Catalytic and Pharmacological Activities for Mitigating Lung In?ammation by Inhibition of Caspase11/GSDMD-Dependent Pyroptosis


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