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科学家们开发探针以及早发现急性肾衰竭

2019-07-17 14:15:12 • 来源：

来自新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家开发出一种成像探头，可以更早发现急性肾功能衰竭，这是一种可能致命的快速发展的疾病。

将已在小鼠中测试的新肾探针注射到血流中。当它们检测到由急性肾衰竭发作引起的分子变化时，它们会“点亮” 。

科学家们开发探针以及早发现急性肾衰竭

这些探针由新加坡NTU的Pu Kanyi副教授和他的团队开发，可用于尿液样本的测试条，使其成为检测急性肾衰竭的非侵入性方法。

急性肾衰竭通常在几小时或几天内发生，并且在危重病人和需要重症监护的患者中最常见。目前的诊断平台无法检测出导致急性肾功能衰竭的早期，病前变化。

相比之下，由NTU团队开发的分子成像探针足够灵敏，可以跟踪由病情发作引发的生物过程的变化。

当在具有药物诱导的急性肾衰竭的小鼠模型上进行测试时，NTU开发的分子肾探针检测到比当前分子成像程序早1.5天的病情发作。该研究结果于5月在Nature Materials上发表。

来自南洋理工大学化学与生物医学工程学院的朴康义副教授说：“对于那些病情严重的患者，就像那些在紧张医疗单位的患者一样，每一分钟都可以逆转急性肾功能衰竭等疾病。这可能会导致患者的健康迅速恶化。我们的分子肾探针很有用，因为它们在分子水平上跟随身体的细微变化，并且可能有助于在疾病发生之前阻止疾病的发展 - 当前的诊断方法无法实现做。”

Pu副教授设想在重症监护病房中使用这些探针，早期发现急性肾功能衰竭对患者的生存至关重要。

他说：“在我们的下一阶段研究中，我们需要专注于使用重症患者的尿液样本进一步完善探针。我们计划通过与新加坡和海外的医疗机构合作来实现这一目标。”

为了确保分子肾探针跟踪正确的信号和生物过程，Pu教授和他的团队首先确定了活性氧(ROS)，这是一种化学不稳定的分子，可作为肾损伤的早期生物标志物。身体中的ROS不平衡导致身体脂肪组织，DNA和蛋白质的损害，医生知道这可能触发器官和肾纤维化中细胞死亡的途径，其中受损的肾脏不再能够愈合。

Pu副教授说：“许多报道显示，在急性肾损伤发生之前，ROS引起的副产物在血浆或尿液中失调。这意味着直接ROS检测可以更早识别急性肾功能衰竭。”

然后，该团队创建了由三个组成部分组成的探测器：一部分与已识别的ROS作出反应; 发光信号部分，确保探针在此反应时亮起; 以及确保探针穿过小孩而不是在肝脏中积聚的部分(见下图)。这些探针足够灵敏，可以检测生物标记物浓度的细微变化，从而可以及早发现疾病。

在给予顺铂(一种抗癌药物)后，将探针注射到小鼠体内，对肾脏具有破坏性。注射顺铂后12小时，探针亮起，表明检测到与急性肾损伤相关的生物标志物的变化。这与在给予顺铂后三天在小鼠中测量的肾小管损伤一致。

除了测试探针检测急性肾衰竭迹象的能力外，NTU团队还发现探针具有较高的肾清除率 - 超过97%的探针注入流经肾脏的小鼠，并作为尿液的一部分排出体外。

Pu教授表示，该探针的高肾清除效率意味着这些探针可以直接用于尿液样本。当添加到尿液样品中并孵育几小时时，探针在存在生物标记物的情况下暴露于UV光时点亮。他说，这开辟了开发这些探针作为尿液样本试纸的可能性，使其成为未来检查急性肾功能衰竭的潜在非侵入性方法。

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