Nature Communications：一体化纳米探针实现动脉粥样硬化多模态成像与精准治疗

动脉粥样硬化（AS）作为心血管疾病的主要病因，其斑块内泡沫细胞的形成与积累是疾病进展的关键环节。然而，如何精准识别并调控这些泡沫细胞，一直是临床诊疗的难点。

近日，南开大学齐迹教授团队在《Nature Communications》发表研究，开发了一种名为FA-P@MC的层级靶向纳米探针，首次实现了NIR-II荧光、光声（PA）、磁共振（MRI）三模态成像与泡沫细胞精准干预的整合，为动脉粥样硬化的精准诊疗提供了全新策略。

研究背景：泡沫细胞——动脉粥样硬化的“核心推手”

动脉粥样硬化斑块的形成始于脂质在动脉壁的沉积，巨噬细胞吞噬氧化低密度脂蛋白（oxLDL）后转化为泡沫细胞。这些细胞不仅积累脂质，还通过分泌促炎因子和表达CD47“别吃我”信号，逃避机体清除，导致斑块不稳定甚至破裂。

然而，现有成像技术难以精准识别泡沫细胞：

·血管内超声、OCT：有创且穿透深度有限

·常规MRI造影剂：特异性低、代谢快

·单一模态成像：无法兼顾灵敏度、深度与分辨率

创新设计：三模态分子探针FTBGd

研究团队首先设计了一种多功能分子探针FTBGd （图1），将：

·供体-受体型NIR荧光团（FTB）：实现NIR-II荧光与光声成像

·Gd-DOTA：赋予磁共振成像能力

关键创新：Gd-DOTA的大位阻基团不仅避免π-π堆积导致的荧光猝灭，还通过限制钆离子的翻转速率，使MRI信号较Gd-DOTA单独使用时增强3倍 （图2l）。

智能响应：ROS触发的药物释放

将FTBGd与治疗药物阿托伐他汀（AT）共包载于ROS响应性聚合物PPADT中，形成FA-P纳米粒。进一步：

·包裹巨噬细胞膜：利用膜表面整合素靶向炎症内皮（FA-P@M）

·修饰PS靶向肽（CLIKKPF）：精准识别泡沫细胞表面暴露的磷脂酰丝氨酸（FA-P@MC）

结果：FA-P@MC粒径约163 nm，在1.0 mM H₂O₂（模拟斑块氧化微环境）下快速降解并释放药物，而生理条件下释放率<10% （图2f-g）。

体外验证：精准靶向与免疫调控

1.层级靶向效率提升4.1倍

将Foam细胞与不同纳米粒共孵育4小时：

·FA-P@MC组细胞内荧光强度是FA-P组的4.1倍，是FA-P@M组的1.6倍 （图3a-b）

2.跨内皮递送增强

利用Transwell模型模拟炎症内皮-泡沫细胞两层结构：

·FA-P@MC组泡沫细胞内荧光强度为FA-P组的5.24倍，FA-P@M组的1.88倍 （图3d-f）

3.抑制泡沫细胞形成

·Oil Red O染色显示，FA-P@MC处理后脂质积累减少67%（vs PBS组） （图3j-k）

·上调胆固醇外排转运体SR-BI、ABCA1，促进胆固醇流出

4.下调CD47，促进免疫清除

·FA-P@MC处理使泡沫细胞CD47表达降低73% （图4a-c）

·巨噬细胞对泡沫细胞的吞噬效率提高至68%，为PBS组的8.92倍 （图4f-g）。

动物实验：活体多模态成像

NIR-II荧光成像

ApoE⁻/⁻小鼠注射FA-P@MC后：

·12小时斑块信号达峰值，信噪比（SNR）>100

·FA-P@MC组信号强度为FA-P@M组的2倍，FA-P@C组的4.3倍 （图6）

光声成像

·790 nm激发下，FA-P@MC组颈动脉斑块PA信号为FA-P@M组的1.8倍（横断面），FA-P@C组的4.9倍 （图7）

磁共振成像

·T₁加权MRI显示，FA-P@MC注射后斑块信号增强为Gd-DOTA组的3.2倍，FA-P@M组的2.1倍（图6-7）。

治疗疗效：斑块消退与稳定

8周治疗后 （图8）：

·ORO染色：FA-P@MC组斑块面积仅7.5%，为PBS组的1/5，AT组的1/3.5 

·坏死核心：H&E染色显示FA-P@MC组坏死核心最小

·ROS清除：DHE染色阳性面积减少4.6倍（vs PBS）

·CD47下调：免疫荧光证实FA-P@MC显著降低斑块内CD47 

斑块稳定性增强（图9）

·MMP-9（基质金属蛋白酶）表达降低5.9倍 

·胶原含量（Masson染色）增加2.3倍 

·平滑肌α-SMA增加1.8倍

亮点总结

·一体化设计：单分子探针同时实现NIR-II荧光、光声、磁共振三模态成像，避免多组分系统的复杂性与批间差异

·层级靶向：巨噬细胞膜（靶向炎症内皮）+ PS肽（靶向泡沫细胞），斑块富集效率提升4倍

·智能响应：ROS响应聚合物不仅控制药物释放，还主动清除斑块内ROS

·免疫调控：下调CD47“别吃我”信号，恢复巨噬细胞对泡沫细胞的清除能力

·疗效监测：治疗前后NIR-II/PA成像可实时评估斑块变化，与病理结果高度一致

展望

本研究为动脉粥样硬化的精准诊疗提供了全新的纳米平台。研究团队表示，下一步将探索该平台在冠状动脉粥样硬化、外周血管疾病中的应用，并推进临床转化研究。

论文链接（doi）：https://doi.org/10.1038/s41467-026-70463-7