在长期接受血液净化治疗的患者中,蛋白质的大量损失很常见,死亡风险与血清白蛋白浓度之间存在很强的负相关关系。在血液净化领域,清除毒素并留下白蛋白是一项艰巨的任务。受肾小管中蛋白质结合毒素解离运输过程的启发,四川大学赵伟锋、魏然等人提出了多点光解结合吸附策略作为血液灌流中的一种新型治疗方式。
作为概念验证,胆红素被选为研究对象,因为它是一种典型的蛋白质结合毒素,需要在血液环境中通过与白蛋白的强结合进行运输。有趣的是,蓝光可以有效地将胆红素分解成一些高极性的水溶性重氮化合物,胆红素的分解产物是水溶性的,与白蛋白结合松散。于此,石墨烯量子点(GQD)和聚合物科学在纳米建筑工艺中结合在一起。“光分解-吸附”平台是通过将GQDs嵌入聚(二烯丙基二甲基氯化铵-丙烯酰胺)(聚(DDAC-AAm)水凝胶(PDMG)微球中而设计的。
为了减少阳离子聚合物对血液成分的影响,透明质酸(HA)被涂覆在PDMG的表面(PDMG@HA)通过静电相互作用形成微球。由于GQDs的发光特性PDMG@HA微球在紫外线激活下发出蓝光,将胆红素分解成水溶性重氮化合物,就像许多“蓝色灯泡”一样。水溶性胆红素碎片可以从白蛋白中解离出来,被“蓝球”吸附,大大减轻了身体的代谢负担。
体外生物相容性结果表明PDMG@HA微球显示出比PDMG微球更低的蛋白质吸附和血细胞毒性。胆红素在体外的光解和吸附量为187.8mg/g。在高胆红素血症兔血液灌流中,“蓝球”从血浆中去除70.9%的总胆红素(TBIL),延缓胆道梗阻的肝损伤。值得注意的是,胆红素的光解持续到治疗结束,一些胆红素碎片已被“蓝色灯泡”吸附。结合光解和吸附的策略为治疗血液相关疾病开辟了一条新途径。
参考文献:
UV-activated “blue bulbs” for photodecomposition and adsorption of bilirubin: Strategic nanoarchitectonics to remove protein-bound toxins. Materials Today 2024.
https://doi.org/10.1016/j.mattod.2024.09.010