肾脏疾病作为“沉默杀手”，在全球范围内发病率持续上升，已成为全球第三大快速增长的死因，其早期诊断困难，传统生物标志物如血尿素氮（BUN）和血清肌酐（sCr）灵敏度不足。计算机断层扫描（CT）成像技术因其高时空分辨率和易用性，在临床中广泛应用，但临床碘对比剂存在非特异性分布和肾毒性等局限，限制了其在肾功能评估中的应用。为此，本研究开发了一种基于超小金纳米颗粒的CT对比纳米剂（E-Au-Agents），其表面涂覆天然抗氧化剂L-ergothioneine（EGT），实现了肾脏靶向和保护功能。该纳米剂在雌性小鼠模型中，通过特异性识别近端肾小管上皮细胞的OCTN1转运蛋白，并经由网格蛋白介导的内吞作用进入细胞，不仅实现了急性肾损伤（AKI）的早期CT检测，还通过清除活性氧（ROS）有效缓解了肾功能障碍。值得注意的是，E-Au-Agents在成像后能逐步修复受损肾脏，并通过恢复的肾脏清除，避免了长期肾积累问题。这一研究为肾脏CT成像提供了兼具靶向和保护功能的新型对比剂，突破了传统对比剂的瓶颈。

本研究的核心贡献由Mingze Xu、Yuming Qi、Yexi Peng、Huixu Lu、Yiqiao Chen、Ziyuan Wang、Yuming Lin、Xingya Jiang和Bujie Du等作者共同完成。论文题为“Reno-protective CT contrast nanoagent targets proximal tubular epithelium for kidney disease imaging and repair in a mouse model”，于2025年10月在《Nature Communications》期刊在线发表。

重要发现
01开发兼具靶向与保护功能的CT对比纳米剂
本研究的核心在于开发了E-Au-Agents，这是一种超小尺寸的金纳米颗粒（核心尺寸约2.35纳米），表面修饰有天然抗氧化剂EGT。其独特之处在于结合了金纳米颗粒的高X射线衰减特性（较临床碘对比剂提升约3.5倍）和EGT的肾脏靶向与抗氧化能力。通过一步合成法，E-Au-Agents表现出优异的稳定性（可储存6个月以上）和低血清蛋白结合率（约1.8%），确保了其在体内的生物相容性。体外实验表明，E-Au-Agents能有效清除多种活性氧（如羟基自由基和超氧阴离子），总ROS清除率超过85%，并能在细胞水平保护人肾小管上皮细胞（HK-2）免受氧化应激损伤，显著提升细胞存活率和线粒体功能。这些特性为其在体内实现肾脏特异性成像和保护奠定了坚实基础。

CT成像方面，E-Au-Agents在剂量仅为临床碘对比剂1/32（200 mg/kg纳米剂对应116 mg Au/kg）的情况下，实现了肾脏结构的高对比度可视化，清晰区分了皮质、外髓、内髓和肾盂等区域，而iopromide即使剂量加倍仍难以达到类似效果。动力学分析显示，E-Au-Agents在肾皮质的信号增强显著，且与周围组织对比度差（ΔHU）远高于碘对比剂，凸显其靶向优势。在横纹肌溶解诱导的AKI模型中，E-Au-Agents的肾积累在注射后10分钟提升约4倍，且皮质信号持续增强，而传统血清标志物（BUN和sCr）此时仍处于正常范围，证实了CT成像在早期检测中的高灵敏度。

创新与亮点
01突破传统成像难题：从非特异性到靶向保护型CT技术
本研究的核心创新在于解决了临床CT对比剂的两大痛点：非特异性分布和肾毒性。传统碘对比剂因快速全身分布和ROS诱导的肾损伤，难以用于肾功能评估。E-Au-Agents通过尺寸设计（小于肾滤过阈值）和表面化学（EGT的两性离子特性），实现了肾脏特异性靶向，其靶向机制依赖于OCTN1转运蛋白和网格蛋白介导的内吞作用，这在纳米医学中属首创。与以往肾可清除纳米剂（如GS-AuNPs）相比，E-Au-Agents在AKI条件下不仅不加重损伤，反而通过抗氧化功能修复肾脏，实现了“成像-治疗”一体化。这种靶向与保护的双重能力，使CT技术首次能够安全用于早期肾损伤诊断，突破了传统成像的局限性。

总结与展望
本研究开发的E-Au-Agents成功实现了肾脏CT成像的靶向性与保护性突破，通过超小金纳米颗粒与天然抗氧化剂的巧妙结合，不仅提升了成像灵敏度，还逆转了对比剂肾毒性的传统观念。未来，E-Au-Agents的临床转化将聚焦于人体安全性评估及适应症拓展（如慢性肾病），其多模态成像潜力（如结合荧光或光声成像）可进一步丰富肾脏诊断平台。这一技术或将成为肾脏疾病无创诊断和个性化治疗的重要工具，为全球肾病患者带来新希望。

DOI:10.1038/s41467-025-64432-9.