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為什么中藥碳點(diǎn)的研究進(jìn)展值得關(guān)注？

先豐納米 2025-02-26 | 閱讀：641

碳點(diǎn)（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(jià)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(jiān)實(shí)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(diǎn)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(diǎn)。

期刊Journal of Nanobiotechnology報(bào)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(diǎn)，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(shí)驗(yàn)表明，低劑量咖啡酸CDs對(duì)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(duì)人甲狀腺癌細(xì)胞BCPAP的抑制率為~79%。

通過轉(zhuǎn)錄組、實(shí)時(shí)定量PCR和western blot實(shí)驗(yàn)對(duì)CDs抗腫瘤機(jī)制進(jìn)行預(yù)測(cè)和驗(yàn)證。咖啡酸CDs可以通過MAPK信號(hào)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(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，咖啡酸CDs在相當(dāng)?shù)偷膭┝肯驴梢燥@著抑制異種移植物對(duì)甲狀腺乳頭狀癌的致瘤性。

該項(xiàng)研究通過融合中藥有效成分與納米技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)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(jì)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(diǎn)作為ROS納米調(diào)節(jié)劑用于動(dòng)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(shí)保留必需的ROS在慢性炎癥的管理中至關(guān)重要。此外，同時(shí)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(bào)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(dòng)態(tài)調(diào)控ROS以實(shí)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(diǎn)，通過調(diào)節(jié)草藥CDs的表面態(tài)，構(gòu)建了動(dòng)態(tài)活性氧納米調(diào)節(jié)劑，實(shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)胞毒性ROS的選擇性清除，同時(shí)保留了必需的ROS（如O2-、H2O2和NO），從而在不影響必需ROS信號(hào)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(diǎn)光動(dòng)力活性，使其在光照下能夠產(chǎn)生殺菌性ROS。體外抗菌實(shí)驗(yàn)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(dòng)態(tài)ROS調(diào)節(jié)能力，非常適合用于同時(shí)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(xiàng)研究通過調(diào)節(jié)表面官能團(tuán)，合理設(shè)計(jì)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(duì)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(diǎn)用于減輕肺部炎癥

碳點(diǎn)（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(bào)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(xiàng)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(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)時(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，Hy-CDs可通過抑制GBP2的表達(dá)，進(jìn)而對(duì)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(xiàng)工作闡明了CDs表面基團(tuán)對(duì)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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