科研聚焦

学院纳米生理学与医学团队在Nature Communications上发表新型CT造影剂研究进展

近日,华南理工大学生物医学科学与工程学院蒋兴垭教授和华南理工大学附属第二医院杜步婕研究员团队在Nature Communications上发表题为“Reno-protective CT contrast nanoagent targets proximal tubular epithelium for kidney disease imaging and repair in a mouse model”的最新研究成果。华南理工大学为该论文的第一署名单位,徐铭泽博士为第一作者,杜步婕研究员与蒋兴垭教授为共同通讯作者。该研究成果得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。

肾脏疾病被称为"沉默的杀手",因其早期症状隐匿,常规检查难以发现,已成为全球增长最快的致死原因之一。增强CT造影(contrast-enhanced CT)是临床肾脏疾病检查的重要手段,但目前临床上使用的小分子碘CT造影剂存在两大局限:一是缺乏肾脏靶向性,成像效果不佳;二是具有肾毒性,尤其对肾功能已受损的患者风险更高。

图:新型肾脏CT造影剂E-Au-Agents的结构、肾脏靶向与修复机制及CT造影效果示意图

针对这些问题,学院纳米生理学与医学团队开发了一种新型肾脏CT造影剂E-Au-Agents,是一种包覆了天然抗氧化剂麦角硫因(EGT)的超小尺寸金纳米颗粒。它巧妙地结合了金纳米颗粒的高X射线衰减能力和麦角硫因的多重生物功能,实现了"诊断+治疗"的双重功效。与传统碘造影剂相比E-Au-Agents具有以下优势:(1)精准靶向,成像更清晰:E-Au-Agents能够通过肾小球滤过,并特异性识别肾小管上皮细胞上的OCTN1转运蛋白,有效靶向并富集在肾脏中。在急性肾损伤(AKI)模型中,其靶向性增强了约4倍,实现了对肾脏细微结构的高清晰度CT成像,清晰区分肾脏皮质、髓质等功能区域。并且,在急性肾损伤发生的早期阶段,E-Au-Agents就可以通过CT成像实现有效的诊断,早于临床常用血清指标。(2)保护肾脏,修复损伤:作为天然抗氧化剂,麦角硫因能有效清除肾脏内的活性氧(ROS),减轻氧化应激损伤。研究发现,注射E-Au-Agents后,急性肾损伤小鼠的肾功能指标显著改善,肾小管损伤明显减轻,小鼠生存率从40%提升至100%。此外,E-Au-Agents不仅可以治疗已经发生的急性肾损伤,也能够有效预防药物诱导的急性肾损伤。(3)高效清除,安全无残留:与其他可能长期蓄积在受损肾脏的纳米材料不同,E-Au-Agents在完成诊断和治疗后,能够随着肾功能的恢复而被肾脏自然清除,避免了长期蓄积带来的潜在风险。(通讯员/蒋兴垭教授课题组)


论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-025-64432-9)