长春应化所Chemical Science：富含类酚基团的石墨烯量子点用于治疗急性肾损伤

背景介绍

急性肾损伤（AKI）是一种以丧失肾脏排泄功能为特征的综合征，具有极高的死亡风险。尽管在研究AKI的发病机理上已取得了重大的进展，但目前尚未开发出可以有效改善AKI的特异性疗法。在AKI期间，肾脏中的活性氧物种（ROS）的过量生成被认为是导致肾衰竭的主要原因。因此，通过抗氧化治疗可以有效地在AKI过程中保护肾功能。尽管小分子抗氧化剂在缓解造影剂引起的肾脏损伤中显示出了积极的作用，但其较差的生物利用率以及不令人满意的肾脏靶向性阻碍了它们在其他类型AKI中的应用。此外，具有高肾脏靶向性和高抗氧化活性的超小纳米材料已经成为治疗AKI的新型候选药物。与小分子药物相比，这些具有合理尺寸的超小纳米粒子可以在肾脏中保留更长的时间，具有更好的靶向能力。然而，迄今为止，开发用于肾病的抗氧化纳米平台仍处于其起步阶段。因此，设计具有高抗氧化活性，高肾脏靶向性，以及高生物相容性的新型纳米平台用于AKI的抗氧化治疗仍具挑战性。

成果简介

近日，中国科学院长春应用化学研究所的任劲松研究员和曲晓刚研究员报道了一种具有高肾脏靶向性的富含类酚基团的石墨烯量子点（h-GQDs），用于AKI的抗氧化治疗。和天然的酚类抗氧化剂类似，h-GQDs上的类酚基团被证明是其清除ROS过程中的活性位点。进一步的机理研究表明，石墨烯结构上的类酚基团的抗氧化能力会被其附近的羰基所显著抑制，却可以被其他相邻的类酚基团所协同增强。因此，h-GQDs的高抗氧化活性源自于其表面所含有的特定含氧官能团，包括大量的类酚基团以及极少的羰基基团。得益于其合理的尺寸，这些h-GQDs可以在AKI小鼠的肾脏中聚集超过72小时，有效地保护肾功能，而不产生显著的毒性。

图文导读

图1：h-GQDs的抗氧化机制及其用于AKI的抗氧化治疗。

图2：h-GQDs可以有效清除各种ROS。

图3：通过DFT计算探究h-GQDs的抗氧化机理。

图4：h-GQDs可以在AKI小鼠的肾脏中聚集超过72小时，有效地保护肾功能。

总结

通过研究石墨烯量子点的抗氧化机制，开发了高性能的富含类酚基团的石墨烯量子点用于AKI的抗氧化治疗。该成果以Phenol-like group functionalized graphene quantum dots structurally mimicking natural antioxidants for highly efficient acute kidney injury treatment发表在Chemical Science上，文章第一作者为中科院长春应用化学研究所的博士研究生王欢，通讯作者为中科院长春应用化学研究所的任劲松研究员和曲晓刚研究员。

文章链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/SC/D0SC03246H#!divAbstract

本文由作者团队供稿。