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三级助推纳米“灭火器”攻克重症胰腺炎,小动物活体成像揭示精准递送机制

来源: Acta Biomaterialia发布于: 2025-12-26查看原文 →

研究挑战

重症急性胰腺炎(SAP)具有高死亡率,但由于胰腺解剖位置深且存在“血-胰屏障(BPB)”,常规药物难以到达受损组织。此外,验证药物是否真正穿透屏障并富集在受损部位,需要高灵敏度的荧光成像手段。

解决方案

研究团队构建了Oc-M2M@HMnO2–CsA纳米药物,模拟M2巨噬细胞膜并在表面修饰奥曲肽,实现多级靶向。利用科辰星飞的小动物活体成像系统,对药物在主要脏器中的生物分布进行了精准追踪和可视化分析。

核心成果

  • 成功构建“三级助推”纳米药物,显著抑制胰腺自身消化。
  • 将SAP模型小鼠的生存率从41.7%提升至91.7%。
  • 利用荧光成像技术证实药物在注射后1小时内即可跨越内皮并富集于胰腺组织。

研究背景:重症胰腺炎治疗的“深层”困境

重症急性胰腺炎(SAP)是一种危急的炎症性疾病,常伴有多器官衰竭,死亡率高达40%。线粒体功能障碍和胰腺“自身消化”是其核心病理机制。然而,开发SAP特效药面临巨大挑战:胰腺不仅解剖位置深,还被严密的“血-胰屏障(BPB)”保护,导致药物极难渗透。如何设计一种能突破屏障、精准靶向受损腺泡细胞(PACs)的药物,并通过小动物活体成像系统直观验证其靶向效率,是本研究的核心课题。

图1:Oc-M2M@HMnO2–CsA 纳米药物的制备路线及治疗重症急性胰腺炎的“三级助推”机制示意图
图1:Oc-M2M@HMnO2–CsA 纳米药物的制备路线及治疗重症急性胰腺炎的“三级助推”机制示意图

技术突破:“三级助推”纳米药物设计

来自中国海洋大学的研究团队设计了一种精妙的仿生纳米制剂(Oc-M2M@HMnO2–CsA)。该设计包含了三个关键阶段:第一级,利用M2型巨噬细胞膜上的CCR-2受体,靶向受损血管内皮细胞上的CCL-2;第二级,利用奥曲肽(Oc)特异性结合腺泡细胞上的SSTR-2受体,实现深层组织渗透;第三级,在细胞内释放环孢素A(CsA)和HMnO2,修复线粒体功能并清除活性氧(ROS)。这种设计如同为药物安装了“多级火箭推进器”。

科辰星飞解决方案:高灵敏度荧光成像验证靶向性

药物设计得再精妙,也需要“眼见为实”。为了验证该纳米药物是否真的穿透了血胰屏障并富集在胰腺,研究人员使用了载有近红外荧光染料DiR的纳米探针,并利用 LumiFluor AVIS系列小动物活体成像系统进行了关键的生物分布研究。

在论文实验部分(2.4.2章节),作者明确指出使用了 KoreShineFaye (科辰星飞)的成像系统获取了小鼠主要器官的荧光图像。实验结果显示,修饰后的Oc-M2M纳米颗粒在注射后1小时内即在受损胰腺中显示出显著的荧光信号增强,且在24小时内保持高滞留量。这充分证明了LumiFluor AVIS系统在检测深层组织微弱荧光信号方面的卓越灵敏度,帮助科研人员确立了药物的靶向机制。

图2:使用科辰星飞成像系统拍摄的离体脏器荧光分布图,显示药物在胰腺中的特异性富集
图2:使用科辰星飞成像系统拍摄的离体脏器荧光分布图,显示药物在胰腺中的特异性富集

使用 LumiFluor AVIS T 复现实验核心步骤

  • 第一步:标记与造模。使用DiR等近红外荧光染料(Ex/Em: 748/780 nm)包载于纳米药物中,构建TLCS诱导的SAP小鼠模型。
  • 第二步:活体/离体取材。在尾静脉注射药物后的不同时间点(如1h, 3h, 6h, 12h, 24h),处死小鼠并提取心、肝、脾、肺、肾及胰腺。
  • 第三步:荧光成像获取。将器官置于 LumiFluor AVIS T 小动物活体成像系统 的暗箱中。利用系统的多波段滤光片选择740nm左右的激发光,并设置自动曝光模式以捕获最佳信噪比图像。
  • 第四步:定量分析。使用系统配套的分析软件,圈选胰腺及其他器官区域(ROI),计算平均辐射效率(Radiant Efficiency),从而定量对比药物在胰腺与其他器官(如肝脏)的富集比率。

关键成果与意义

“该纳米药物将TUNEL阳性PACs的比例从40.3%降低至3.9%,并在24小时内使胰腺功能正常化,将总体生存率从41.7%提高到91.7%。”

这项发表于《Acta Biomaterialia》的研究不仅提出了一种极具潜力的SAP治疗策略,更展示了荧光成像技术在纳米药物研发中的核心价值。通过科辰星飞的成像技术,研究人员能够直观地“看到”药物攻克血胰屏障的全过程,为临床转化提供了坚实的数据支持。

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