小编通过解读2022年7月发表在《Applied Materials & Interfaces》的文章“Redox-Unlockable Nanoparticle-Based MST1 Delivery System to Attenuate Hepatic Steatosis via the AMPK/SREBP-1c Signaling Axis”，介绍近红外计算机断层扫描技术在此工作中的应用。

    FLECT（近红外计算机断层扫描技术）采用近红外（NIR）荧光的检测手段，重建断层扫描数据并进行三维可视化，适用于小鼠体内深层组织的荧光标记成像。

研究背景

非酒精性脂肪性肝病(Non-Alcoholic fatty Liver Disease，NAFLD)是一种慢性肝病，目前缺乏有效的治疗方法。有研究表明，MST1参与了NAFLD的病变过程，并发挥重要作用。因此，研究团队利用氧化还原响应性纳米载体Hep@PGEA，构建治疗NAFLD的Hep@PGEA/MST1纳米给药递送系统（图1）。
图1.Hep@PGEA/MST1通过AMPK/SREBP-1c信号途径改善脂肪肝

研究内容

研究人员首先对Hep@PGEA纳米载体进行表征鉴定；检测递送释放质粒能力；随后在AML-12细胞、NAFLD小鼠和NAFLD患者临床样本，检测脂肪合成基因及相关蛋白表达量。

体内外实验证明，过表达或沉默MST1能够通过AMPK/SREBP-1c信号途径调控脂质积累。Hep@PGEA/MST1给药后能够显著改善肝脏胰岛素抵抗敏感性、降低肝损伤和脂质沉积，并且无严重不良反应。相反，Hep@PGEA/siMST1给药后加重NAFLD病变症状（图2）。

图2.Hep@PGEA递送MST1或siMST1干预NAFLD基因功能

部分实验结果

Hep@PGEA是核-壳结构的纳米组装体，丰富的羟基可以在HCP/MST1周围形成水合层，免受单核吞噬细胞的清除；延长体内的保留时间。同时可以被细胞内GSH等还原剂解锁，释放出带有负电荷的肝素；与带有正电荷的壳（CD-PGEA）相互作用，加速释放核酸药物（MST1），这进一步提高了Hep@PGEA载体的递送效率。

研究人员通过Cy7荧光分子标记Hep@PGEA载体(1000:1)。利用三维断层扫描设备InSyTe FLECT检测小鼠体内Hep@PGEA/MST1肝累积并成像。

结果表明，可以在肝脏中检测到持续显著的荧光信号，HCP/MST1在肝脏中的积累随着时间先增加后减少，在12h达到峰值；而肾脏和其他器官中的荧光强度相对较弱。说明了HCP/MST1能够在小鼠肝中高度富集，在体内有较长的保留时间，证明了Hep@PGEA/MST1治疗NAFLD的潜力（图3）。

图3.HCP/MST1在NAFLD小鼠中的体内分布成像

体内外实验表明，Hep@PGEA/MST1给药后，能够抑制SREBP-1c的转录，降低FAS的表达，同时激活AMPK磷酸化，上调CPT-1a的表达。HE和脂类ORO染色结果表明，过表达MST1能够减少肝脂肪的合成，加速肝脂肪酸的氧化（图4）。


 

技术聚焦

小动物活体成像实验一直是纳米制剂靶向治疗研究中的重要方法，可以直观表明药物体内分布、靶向作用、代谢途径等多种结果。但是荧光I区由于受到穿透性的影响，一直无法很好地完成在此领域的应用。FLECT技术打破了这一瓶颈的限制，可以达到更高的灵敏度，检测能力可以达到nmol级别；能够不受小鼠自身的背景荧光干扰，检测到肺部、肝脏、肾脏等器官低荧光强度的荧光信号，同时还能够对肝脏部位FOV区域进行放大分析，360度对FOV区域在不同时间点进行荧光成像，实现精准定位和绝对定量分析。
 

期刊名称：Applied Materials & Interfaces（IF=10）

原文标题：Redox-Unlockable Nanoparticle-Based MST1 Delivery System to Attenuate Hepatic Steatosis via the AMPK/SREBP-1c Signaling Axis

作者：Yuhan Li，Zhiwei Yang*，Fu-Jian Xu*，Yi Yang*，et,al.

发表单位：宁夏医科大学基础医学院；北京化工大学；中国医科院实验动物研究所；

发表时间：2022年7月

DOI：https://doi.org/10.1021/acsami.2c05889

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