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為什么中藥碳點的研究進展值得關注？

先豐納米 2025-02-26 | 閱讀：1002

碳點（CDs）作為一種新型的熒光碳納米材料近年來取得了重要的研究突破，其中中藥CDs引起了研究人員的廣泛關注。中藥炭藥是中醫(yī)臨床應用中極具特色的一類藥物，其合成方法與CDs的制備工藝相似，且合成的納米材料直徑小于10nm，因此稱之為中藥CDs，目前中藥CDs已被深入應用于疾病治療和生物成像等領域。

如何區(qū)分中藥CDs與其他CDs呢？

研究者認為，潛在的治療效果和熒光特性是區(qū)分中藥CDs與其他CDs的有意義的標志。中藥的藥用價值可能使中藥CDs含有藥用物質而無需進行藥物裝載，可以有效避免有害影響。此外，中藥CDs在生物成像中的應用為治療診斷奠定了堅實的基礎，有望在不久的將來取得重大突破。

本期小豐整理了3篇中藥CDs的研究進展，一起看下~

Journal of Nanobiotechnology

中藥碳納米點用于抗甲狀腺癌

甲狀腺癌是內分泌系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一。提高甲狀腺癌的治療效果，抑制癌細胞的增殖和遷移，尋找新的藥物和治療方法一直是世界醫(yī)學領域的研究熱點。

期刊Journal of Nanobiotechnology報道研究人員以具有一定生物活性的中藥活性物質咖啡酸為前體，通過一步水熱法制備新的咖啡酸碳納米點，有望成為治療甲狀腺癌的潛在藥物。

研究發(fā)現(xiàn)，咖啡酸CDs保留了中藥活性物質的部分結構和生物活性，具有良好的生物相容性、水溶性和穩(wěn)定性。CDs的構建有效地提高其生物吸收率和藥效。體外細胞實驗表明，低劑量咖啡酸CDs對低分化甲狀腺乳頭狀癌BCPAP細胞有顯著的抑制作用。在低濃度16μg/mL下，對人甲狀腺癌細胞BCPAP的抑制率為~79%。

通過轉錄組、實時定量PCR和western blot實驗對CDs抗腫瘤機制進行預測和驗證?？Х人酑Ds可以通過MAPK信號通路調控腫瘤細胞的存活，下調KRAS、p-BRAF、p-MEK1和p-ERK1/2的表達。體內實驗進一步證實，咖啡酸CDs在相當低的劑量下可以顯著抑制異種移植物對甲狀腺乳頭狀癌的致瘤性。

該項研究通過融合中藥有效成分與納米技術的獨特優(yōu)勢為高耐藥低分化甲狀腺乳頭狀癌提供了新的納米藥物治療策略，不僅拓寬了納米藥物設計的視野，還為解決傳統(tǒng)藥物傳遞系統(tǒng)的局限性提供了創(chuàng)新性的解決方案。

文獻名稱：A new strategy of using low-dose caffeic acid carbon nanodots for high resistance to poorly differentiated human papillary thyroid cancer

ACS Nano

結構定向碳點作為ROS納米調節(jié)劑用于動態(tài)慢性炎癥和感染消除

選擇性消除細胞毒性ROS的同時保留必需的ROS在慢性炎癥的管理中至關重要。此外，同時發(fā)生的細菌感染可進一步使病情復雜化，因此需要精確和有效的治療策略。

ACS Nano報道研究人員制備了基于草藥CDs的活性氧（ROS）納米調節(jié)劑，用于動態(tài)調控ROS以實現(xiàn)慢性炎癥和感染的精準治療。

研究人員通過從金銀花（HOCD）、紅豆杉葉（TACD）和蒲公英（DACD）中提取碳點，通過調節(jié)草藥CDs的表面態(tài)，構建了動態(tài)活性氧納米調節(jié)劑，實現(xiàn)了對細胞毒性ROS的選擇性清除，同時保留了必需的ROS（如O2-、H2O2和NO），從而在不影響必需ROS信號通路的情況下高效治療慢性炎癥。

研究發(fā)現(xiàn)，酚羥基（?OH）有助于清除細胞毒性ROS，而C?N/C=N基團則賦予碳點光動力活性，使其在光照下能夠產生殺菌性ROS。體外抗菌實驗證明，來自紅豆杉葉（TACD）和蒲公英（DACD）的CDs因其表面的C?N/C=N結構，能夠在紅光區(qū)域吸收光并高效產生活性氧用于殺菌。特別是DACD，因其出色的動態(tài)ROS調節(jié)能力，非常適合用于同時治療慢性炎癥和感染（如糖尿病傷口感染），展現(xiàn)出精準、高效且副作用小的治療潛力，具有巨大的臨床應用前景。

該項研究通過調節(jié)表面官能團，合理設計了3種中藥CDs，用于慢性炎癥或感染治療的靶向ROS調節(jié)，顯示出對于解決并發(fā)的慢性炎癥和感染如糖尿病傷口感染的特殊適用性。

文獻名稱：Structurally Oriented Carbon Dots as ROS Nanomodulators for Dynamic Chronic Inflammation and Infection Elimination

Advanced Functional Materials

金銀花衍生碳點用于減輕肺部炎癥

碳點（CDs）的催化活性在生物醫(yī)學領域的潛在應用引起了廣泛關注。然而CDs及其在疾病治療中的藥理機制的結構活性關系尚未全面闡明。

期刊Advanced Functional Materials報道研究人員以中草藥金銀花為前體材料開發(fā)了兼具催化性質和藥理活性的CDs（Hy-CDs），并將其應用于肺部炎癥包括急性肺損傷和肺缺血再灌注損傷的治療研究。

在該項工作中，研究人員使用碳化法和水熱法分別制備了兩種金銀花衍生的CDs，記為Ca-CDs和Hy-CDs。研究發(fā)現(xiàn)，Hy-CDs展現(xiàn)了相對于Ca-CDs更強的抗氧化性質，催化活性的不同可能源于表面基團不同。DCFH和DHE的實驗結果都表明Hy-CDs在細胞層面能夠有效的清除過量的活性氧，緩解氧化應激。此外，實時熒光定量聚合酶鏈式反應的結果證明，Hy-CDs還能夠抑制促炎細胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-6）的表達。

研究人員構建了急性肺損傷模型并進行靜脈注射治療。結果顯示Hy-CDs具有較明顯的治療效果，能夠顯著抑制急性肺損傷帶來的炎癥爆發(fā)。進一步實驗結果證實，Hy-CDs可通過抑制GBP2的表達，進而對Caspase11/GSDMD通路進行調控，從而抑制細胞焦亡的發(fā)生。

該項工作闡明了CDs表面基團對SOD酶活性的影響，確定了源自中草藥的CDs仍保持良好的生物活性，并具有良好的生物安全性、高生物活性以及豐富的碳源，有望使其成為潛在的疾病治療新藥。

文章名稱：Honeysuckle-Derived Carbon Dots With Robust Catalytic and Pharmacological Activities for Mitigating Lung In?ammation by Inhibition of Caspase11/GSDMD-Dependent Pyroptosis

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