这篇题为《A Supramolecular Deferoxamine–Crisaborole Nanoparticle Targets Ferroptosis,Inflammation,and Oxidative Stress in the Treatment of Retinal Ischemia/Reperfusion Injury》的研究论文于2025年发表在《Nano Letters》期刊上，由复旦大学和华东师范大学合作完成，通讯作者为复旦大学附属眼耳鼻喉医院的洪佳旭教授和程义云教授。

一、研究背景与意义

1.1视网膜缺血/再灌注损伤（IR）

是青光眼、糖尿病视网膜病变、黄斑变性等多种眼病的共同病理基础。

特征：血流中断后再恢复，导致视网膜神经节细胞（RGC）死亡。

三大核心机制：

铁死亡（Ferroptosis）：铁依赖性脂质过氧化引起的程序性细胞死亡。

炎症反应：如IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子大量释放。

氧化应激：ROS（活性氧）水平升高，损伤细胞结构和功能。

1.2现有治疗局限

多数治疗手段只能针对单一机制，效果有限。

药物稳定性差、生物利用度低、难以穿透眼部屏障。

二、研究设计思路

2.1药物选择

Deferoxamine（DFO）：铁螯合剂，可抑制铁死亡。

Crisaborole（AN）：PDE4抑制剂，具有抗炎作用，可提升cAMP水平，促进RGC存活。

通过**苯氧硼酸-邻苯二酚（benzoxaborole–catechol）**动态共价键连接，形成两亲性分子ANCD，自组装成纳米粒子。

2.2纳米粒子优势

无需载体，避免免疫原性。

同时递送两种药物，协同作用。

增强药物稳定性与靶向性。

三、实验内容与结果分析

3.1纳米粒子构建与表征

成功合成ANCD，并通过质谱、NMR、HPLC等手段验证其结构。

自组装形成稳定纳米粒子，粒径约143 nm，电位-26 mV，10天内稳定性良好。

3.2体外实验（细胞实验）

抗氧化能力：ANCD能有效清除ABTS和DPPH自由基。

抗铁死亡能力：

抑制erastin诱导的脂质过氧化（MDA水平下降）。

提升GPX4蛋白表达（铁死亡关键抑制因子）。

降低ROS水平。

提高细胞存活率。

抗炎作用：

ANCD显著降低IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子表达。

提升cAMP水平，激活PKA通路。

四、动物实验（小鼠视网膜IR模型）

4.1模型建立

通过升高眼压诱导视网膜缺血，再恢复正常血流，模拟IR损伤。

4.2治疗效果

GPX4表达：ANCD显著上调，抑制铁死亡。

基因表达调控：

下调Acs14、Hmox1等铁死亡相关基因。

RNA-seq分析显示ANCD显著影响铁死亡、TNF、NF-κB等信号通路。

ROS水平：显著下降，抗氧化效果明显。

炎症因子：IL-1β、IL-6、TNF-α等显著下降。

胶质细胞活化（GFAP）：ANCD有效抑制胶质细胞过度活化，减轻神经炎症。

视网膜功能恢复（ERG）：

a波和b波振幅显著恢复，表明感光细胞和双极细胞功能改善。

细胞凋亡（TUNEL染色）：ANCD显著减少视网膜细胞凋亡。

组织安全性：主要器官H&E染色未见明显毒性反应。

五、结论与展望

✅研究结论

ANCD纳米粒子通过同时靶向铁死亡、炎症和氧化应激，实现多通路协同治疗视网膜IR损伤。

在体内外实验中均表现出优异的治疗效果，显著优于单一药物。

安全性良好，无明显毒副作用。

��应用前景

为视网膜缺血性疾病提供一种无载体、多靶点、协同治疗的新策略。

可拓展应用于其他神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病）中具有铁死亡和炎症机制的疾病。

图1.ANCD纳米粒的构建与功能验证

（整图目的：说明ANCD的合成、自组装过程及其在视网膜IR损伤中的多重作用机制）

A.示意图
示意ANCD的合成路线（苯氧硼酸-邻苯二酚动态键连接AN与CD）→两亲性分子自组装成纳米粒→在视网膜缺血/再灌注模型中同时干预铁死亡、ROS与炎症。

B.ESI-MS
电喷雾质谱出现ANCD加合离子峰，证明AN与CD成功形成共价复合物。

C.1H NMR
对比AN、CD及1:1摩尔混合后的AN/CD：AN上B–OH质子峰（9.23 ppm）大幅减弱，提示苯氧硼酸与邻苯二酚已结合成硼酸酯键。

D.2D NOESY
出现AN的Ha（7.86 ppm）与CD的Hh（7.17 ppm）之间的空间相关交叉峰，进一步证实两分子在空间上紧密相邻，形成复合物。

E.HPLC
ANCD在4.6 min出现新峰，与单独AN（9.3 min）和CD（2.9 min）不同，说明生成新共价物种。

F.光学照片与TEM
ANCD胶体可见明显Tyndall效应；TEM显示球形纳米粒，平均直径83±22 nm。

G.DLS跟踪
10天内水合粒径（≈143 nm）、PDI（≈0.02）及ζ电位（≈–26 mV）几乎不变，表明胶体稳定性优异。

图2.ANCD纳米粒的铁螯合、清除ROS与抑制铁死亡能力

（整图目的：体外验证ANCD保留DFO的铁螯合/抗氧化功能，并抑制经典铁死亡诱导剂erastin的损伤）

A.示意图
CD部分的羟肟酸与邻苯二酚协同螯合Fe³⁺并清除自由基，AN部分提供抗炎作用。

B.紫外-可见光谱
与Fe(II)孵育后，ANCD在420–450 nm出现铁复合物特征吸收，且吸光度随ANCD浓度增加而升高，证明浓度依赖性铁螯合。

C.ABTS•+清除实验
ANCD与游离CD均呈剂量依赖性清除自由基，10µM时清除率近80%，表明ANCD保留抗氧化能力。

D.共聚焦ROS成像
Erastin使WERI-Rb细胞ROS荧光（红色）显著增强；CD或ANCD处理后荧光明显减弱，ANCD效果最佳。

E.流式定量
与D图对应，ANCD使ROS阳性细胞比例降至接近空白对照，显著低于erastin组。

F.MDA含量
Erastin诱导脂质过氧化产物MDA升高；CD与ANCD剂量依赖性降低MDA，AN单药无效。

G.GPX4蛋白水平
Western blot定量：erastin使GPX4下降75%；CD与ANCD显著恢复GPX4表达，AN仅轻微提升。

H.细胞存活率
Erastin造成细胞大量死亡；CD与ANCD显著提高存活率，AN单药无保护作用。

图3.ANCD在视网膜IR损伤中下调铁死亡与氧化应激

（整图目的：动物水平验证ANCD恢复GPX4、抑制铁死亡基因并减少ROS）

A.Western blot代表图
检测视网膜组织GPX4蛋白：IR组显著下调；CD、ANCD处理后明显回升。

B.定量统计
与A对应，ANCD组的GPX4恢复至接近正常水平，优于单药。

C.热图（RNA-seq）
KEGG铁死亡通路基因：ANCD处理组多数关键基因（Acsl4、Hmox1、NCOA4等）表达下调（蓝色），提示整体抑制铁死亡信号。

D.qRT-PCR–Acsl4
IR升高Acsl4 mRNA；CD、ANCD显著抑制其表达。

E.qRT-PCR–Hmox1
IR升高Hmox1；AN、CD、ANCD均下调，ANCD最明显。

F.冰冻切片ROS荧光
IR后视网膜外核层与内核层红色荧光增强；AN、CD、ANCD依次减弱，ANCD几乎回到背景水平。

G.流式统计ROS阳性细胞百分比
与F对应，ANCD使ROS阳性细胞比例降至与正常对照相当。

图4.ANCD通过抑制PDE4减轻视网膜IR炎症

（整图目的：证明AN成分阻断PDE4→升高cAMP→抑制炎症因子及胶质活化）

A.cAMP ELISA
IR组cAMP降低；AN与ANCD处理后显著升高，ANCD略高于AN。

B–F.qRT-PCR炎症因子
Il-1β、Il-6、Tnf-α、Ccl2、Cxcl10在IR组均上调；AN与ANCD显著下调，ANCD效果最佳。

G.免疫荧光–GFAP（星形胶质细胞活化标志）
IR组GFAP绿色荧光增强，表明星形胶质细胞增生；AN、ANCD明显抑制，ANCD几乎回到基线。

H.KEGG富集条形图
ANCD vs IR：显著富集的前20条通路包括TNF信号、NF-κB信号、趋化因子信号等炎症相关通路。

I.热图
TNF、NF-κB、趋化因子三条通路的大部分基因在ANCD组表达下调（蓝色），再次说明ANCD整体抑制炎症级联。

图5.ANCD保护视网膜功能并减少细胞凋亡

（整图目的：功能学评价——减少细胞凋亡、恢复视网膜电生理）

A.TUNEL染色
IR组外核层与内核层出现大量绿色阳性凋亡核；AN、CD、ANCD依次减少，ANCD几乎无阳性细胞。

B.ERG典型波形
暗适应3.0 cd·s/m²刺激下：IR组a波与b波振幅显著降低；AN、CD、ANCD依次恢复，ANCD波形最接近正常。

C.a波统计
振幅量化：IR下降约60%；ANCD恢复至正常的~85%，显著优于单药。

D.b波统计
趋势与a波一致，ANCD恢复效果最佳。图自文献，侵权删。