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來源：南洋理工大學(xué)

來自新加坡南洋理工大學(xué)（NTU Singapore）的科學(xué)家開發(fā)出一種成像探頭，可以更早發(fā)現(xiàn)急性腎功能衰竭，這是一種可能致命的快速發(fā)展的疾病。

將已在小鼠中測試的新腎探針注射到血流中。當(dāng)它們檢測到由急性腎衰竭發(fā)作引起的分子變化時，它們會“點(diǎn)亮”。

這些探針由新加坡NTU的Pu Kanyi副教授和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)，可用于尿液樣本的測試條，使其成為檢測急性腎衰竭的非侵入性方法。

急性腎衰竭通常在幾小時或幾天內(nèi)發(fā)生，并且在危重病人和需要重癥監(jiān)護(hù)的患者中最常見。目前的診斷平臺無法檢測出導(dǎo)致急性腎功能衰竭的早期，病前變化。

相比之下，由NTU團(tuán)隊(duì)開發(fā)的分子成像探針足夠靈敏，可以跟蹤由病情發(fā)作引發(fā)的生物過程的變化。

當(dāng)在具有藥物誘導(dǎo)的急性腎衰竭的小鼠模型上進(jìn)行測試時，NTU開發(fā)的分子腎探針檢測到比當(dāng)前分子成像程序早1.5天的病情發(fā)作。該研究結(jié)果于5月在Nature Materials上發(fā)表。

來自南洋理工大學(xué)化學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院的樸康義副教授說：“對于那些病情嚴(yán)重的患者，就像那些在緊張醫(yī)療單位的患者一樣，每一分鐘都可以逆轉(zhuǎn)急性腎功能衰竭等疾病。這可能會導(dǎo)致患者的健康迅速惡化。我們的分子腎探針很有用，因?yàn)樗鼈冊诜肿铀�平上跟隨身體的細(xì)微變化，并且可能有助于在疾病發(fā)生之前阻止疾病的發(fā)展 - 當(dāng)前的診斷方法無法實(shí)現(xiàn)做。”

Pu副教授設(shè)想在重癥監(jiān)護(hù)病房中使用這些探針，早期發(fā)現(xiàn)急性腎功能衰竭對患者的生存至關(guān)重要。

他說：“在我們的下一階段研究中，我們需要專注于使用重癥患者的尿液樣本進(jìn)一步完善探針。我們計(jì)劃通過與新加坡和海外的醫(yī)療機(jī)構(gòu)合作來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。”

該團(tuán)隊(duì)已就該技術(shù)申請了新加坡專利。

工作原理

為了確保分子腎探針跟蹤正確的信號和生物過程，美國化學(xué)學(xué)會教授Pu和他的團(tuán)隊(duì)首先確定了活性氧（ROS），這是一種化學(xué)上不穩(wěn)定的分子，是腎損傷的早期生物標(biāo)志物。體內(nèi)活性氧的不平衡會導(dǎo)致身體脂肪組織、DNA和蛋白質(zhì)的損傷，醫(yī)生知道，這些損傷會引發(fā)器官細(xì)胞死亡和腎纖維化的途徑，損傷的腎臟再也無法愈合。

Pu教授說：“許多報告表明，在急性腎損傷發(fā)生之前，血漿或尿液中的活性氧（ROS）是不受調(diào)節(jié)的。這意味著直接的ROS檢測可以更早地識別急性腎衰竭。”

然后，研究小組創(chuàng)造了由三個組成部分組成的探針：一部分與已識別的活性氧反應(yīng)；一部分確保探針在該反應(yīng)時發(fā)光的發(fā)光信號部分；以及一部分確保探針通過兒童Neys而不是積聚在肝臟中（見圖以下為IC）。這些探針足夠靈敏，可以檢測生物標(biāo)志物濃度的細(xì)微變化，從而可以早期檢測疾病。

在給小鼠注射順鉑（一種癌癥藥物）后，將探針注射到小鼠體內(nèi)，其水平對腎臟具有破壞性。注射順鉑12小時后，探針亮起，提示檢測到與急性腎損傷相關(guān)的生物標(biāo)志物的變化。這與順鉑給藥三天后在小鼠身上測量的腎小管損傷是一致的。

除了測試探針檢測急性腎衰竭跡象的能力外，NTU團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，探針具有高腎清除率，超過97%的探針被注射到小鼠體內(nèi)，流經(jīng)腎臟，作為尿液的一部分被排出體外。

該探針的腎臟清除率高，意味著這些探針可以直接用于尿液樣本，美聯(lián)社教授pu說。當(dāng)添加到尿液樣本中并孵育幾個小時后，探針在生物標(biāo)記物存在的情況下暴露于紫外線下時會亮起。他說，這為開發(fā)這些探針作為尿液樣本的試紙開辟了可能性，使其成為未來檢查急性腎衰竭的一種潛在的非侵入性方法。

More information: Jiaguo Huang et al. Molecular optical imaging probes for early diagnosis of drug-induced acute kidney injury, Nature Materials (2019). DOI: 10.1038/s41563-019-0378-4

Journal information: Nature Materials

原文鏈接：https://phys.org/news/2019-07-scientists-probes-acute-kidney-failure.html

聲明：本文由 Newfellow 編譯，中文內(nèi)容僅供參考，一切內(nèi)容以英文原版為準(zhǔn)。