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【材料】Adv. Mater.：奥林匹克烯双自由基纳米颗粒诱导肾脏代谢重编程
近日，清华大学的马岚教授和天津大学的孙哲教授合作，开发了一种具有生物相容性的二苯基取代二奥林匹克烯（diphenyl-substituted biolympicenylidene, BO-Ph）双自由基纳米颗粒，并发现了其对于肾脏的代谢重编程作用（图1）。基于该研究团队此前报道的奥林匹克烯自由基（J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 11022）及其σ-二聚体（Chem. – Eur. J. 2021, 27, 8203.），设计了苯基取代的合成BO-Ph，并通过单晶结构证明了其双自由基性质。BO-Ph在循环伏安测试中展现出四阶氧化还原活性，且在水相中可通过自组装形成稳定的纳米颗粒，易于通过内吞入胞。该分子设计同时实现了BO-Ph分子的稳定性、生物相容性和多态氧化还原活性，使其具有维持氧化还原稳态和调控能量代谢的能力。
作者对BO-Ph安全性在体外和体内进行了一系列评估（图2）。结果表明BO-Ph在25 μg/mL的浓度以下不会对小鼠肾类器官的活力造成显著影响。此外，BO-Ph对血清蛋白的吸附会进一步降低其细胞毒性。同时，小鼠体内安全性研究发现，尾静脉注射BO-Ph没有造成急性肾损伤。
作者通过多组学联合分析，对BO-Ph在小鼠肾类器官中诱导代谢重编程的机制进行了研究（图3）。BO-Ph的代谢激活了谷胱甘肽合成和脂肪酸分解，使三羧酸循环和肉碱循环中的代谢物浓度升高，并最终在氧化还原稳态的前提下使氧化磷酸化增强。BO-Ph在肾类器官中引起的代谢重编程增强了细胞的抗氧化能力，同时激活了线粒体功能，并产生了对慢性肾病有益的代谢物。
综上所述，该工作成功制备了稳定的、具有生物相容性的奥林匹克烯双自由基纳米颗粒，揭示了其引起肾脏代谢重编程的机制，为有机共轭双自由基在生物医学领域的应用提供了新的思路。相关研究成果发表在国际顶级期刊Advanced Materials 上。
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导师介绍马岚https://www.x-mol.com/university/faculty/61262孙哲https://www.x-mol.com/university/faculty/211013
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