ACS Nano：协同治疗类风湿性关节炎的高效纳米诊疗剂

类风湿性关节炎（RA）是一种炎症性自身免疫疾病，发病机理尚不明确，临床治疗十分困难。抗风湿药是治疗类风湿性关节炎最基本的手段，但这类药物具有很强的副作用，会影响持续治疗。

近日，韩国首尔大学的Taeghwan Hyeon教授、Byung-Soo Kim教授以及国民大学的Nohyun Lee教授合作设计了装载锰铁氧体以及铈元素的介孔硅纳米材料（MFC-MSNs），这种材料既能产生氧气又能捕获活性氧，使得促炎性M1型巨噬细胞向抗炎性M2型巨噬细胞转变，从而能较大程度地改善炎症（Figure 1a）。相关成果以“Synergistic Oxygen Generation and Reactive Oxygen Species Scavenging by Manganese Ferrite/Ceria Co-decorated Nanoparticles for Rheumatoid Arthritis Treatment”为题发表于ACS Nano（DOI: 10.1021/acsnano.8b08785）。

作者对MFC-MSNs进行了一系列的表征。透射电子显微镜显示MFC-MSNs是粒径均一的纳米小球，且分散性能较好（Figure 1b）；能量色散X射线光谱证明MFC-MSNs含有锰元素、铁元素以及铈元素（Figure 1c）。MFC-MSNs的水合粒径80 nm左右，N₂吸附解吸等温线显示出其中值孔径大约为3.8 nm（Figure 1d，1f）。

（图片来源：ACS Nano）

作者综合对比了MFC-MSNs、只含锰铁元素的介孔硅纳米材料MF-MSNs和只含铈元素的介孔硅纳米材料C-MSNs的清除活性氧以及产氧的能力。在双氧水降解效率以及氧气产生效率方面，MFC-MSNs显示出优越的产氧能力（Figure 2a，2b，2c）。而在超氧化物歧化酶活性比较以及羟基自由基清除效率方面，MFC-MSNs也表现出较好的活性氧清除能力（Figure 2d，2e，2f）。

（图片来源：ACS Nano）

作者随后又在细胞层面对比分析了MFC-MSNs、MF-MSNs以及C-MSNs的缓解细胞环境乏氧的能力。加入MFC-MSNs之后，细胞的存活率和M2型巨噬细胞的标记物会显著升高（Figure 3a，3b，3f）；与此同时，细胞中过氧化氢、乏氧特征因子以及M1型巨噬细胞的标记物会显著降低（Figure 3d，3e，3f）。

（图片来源：ACS Nano）

作者进一步研究了MFC-MSNs对RA治疗的体内有效性。光声成像图显示，在注入MFC-MSNs之后关节处的氧气浓度明显升高（Figure 4a）。激光扫描共聚焦显微镜下观察结果表明，关节处的巨噬细胞摄取了MFC-MSNs（Figure 4b），并且关节以及股骨的乏氧诱导因子以及M1巨噬细胞的标记物Cox-2明显降低（Figure 4c，4d），而M2巨噬细胞的标记物CD206明显升高（Figure 4d），这也与qRT-PCR的结果符合（Figure 4e）。

 （图片来源：ACS Nano）

最后，作者分析了注射MFC-MSNs后小鼠的病理特点来验证MFC-MSNs的治疗效果（Figure 5）。在注射MFC-MSNs以及治疗药物MTX之后，小鼠爪子的热成像结果显示其温度降低情况高于其他对照组，并且小鼠爪子的外观、小鼠的行为能力以及最后的病理切片图也都优于其他对照组。

（图片来源：ACS Nano）

总而言之，作者合成的MFC-MSNs对于炎症的缓解以及M1巨噬细胞向M2型巨噬细胞的分化都有促进作用，这也为MFC-MSNs这种纳米材料的临床应用提供了很好的前景。