石墨烯量子点(GQDs)是一颗冉冉升起并且未来前景可观的碳材料新星，通常指石墨烯量子点、氧化石墨烯量子点、部分还原的氧化石墨烯量子点等一大类结构类似性能相同的碳质荧光材料及其衍生物的总称。石墨烯量子点具有良好的分散性、优异的生物相容性、可调控的荧光光谱等特点，在/光/化学催化，柔性装置、传感、显示，生物成像和治疗诊断中等领域有着十分广泛的应用前景，近年来引起了越来越多的关注。近日，中科院长春应化所研究人员受天然酚类抗氧化剂结构的启发，构建了一种类酚基团功能化的石墨烯量子点(h-GQDs)，其具有高效清除ROS和肾脏富集能力的功效，可用于对急性肾损伤的抗氧化治疗。 急性肾损伤(AKI)是由缺血、炎性疾病或肾毒性引起的肾功能短暂丧失，是一种临床综合征，其发病机制复杂，且发病率和死亡率都较高。在急性肾损伤期间，肾脏内活性氧(ROS)的过量产生被认为是造成肾功能衰竭的主要原因。通过有效的ROS清除进行抗氧化治疗被认为是保护AKI肾功能的关键方法之一。尽管小分子抗氧化剂在减轻造影剂引起的肾脏损害（例如N-乙酰半胱氨酸（NAC））方面已显示出积极作用，但其不良的生物利用度和特异性阻碍了其他类型AKI的临床利用。因此，任劲松研究员和曲晓刚研究员受天然酚抗氧化剂原理的启发，设想石墨烯结构上的酚类基团可以充当ROS捕集的H原子供体，并且相关的中间自由基可以通过远程π电子系统得到很好的稳定。同时，其他表面含氧基团可能对抗氧化活性有正面或负面影响。从而研发出具有优先肾脏蓄积作用的酚样基团官能化石墨烯量子点（h-GQDs）作为用于治疗AKI的高效ROS清除剂。h-GQDs表现出超高的抗氧化活性，并可以清除多种细胞毒性ROS。与天然多酚类似，h-GQDs上的大量酚样基团被证明是发挥抗氧化作用的活性成分。进一步的详尽的机械研究表明，h-GQDs的超高抗氧化活性不仅源于酚样基团，还源自相邻酚样基团之间的协同作用，以及对h-GQDs上不利的羰基的去除。在AKI小鼠模型中，实验证明了仅用临床抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)的十六分之一剂量的h-GQDs就能有效保护肾脏不受氧化损伤，且无毒副作用产生。这项研究提供了通过工程表面氧化基团设计基于GQD的高效抗氧化平台的新方法，进一步拓展了石墨烯量子点在各种生理和病理条件下的广泛生物学用途。参考文献：HuanWang.etal.Phenol-LikeGroupsFunctionalizedGrapheneQuantumDotsStructurallyMimickingNaturalAntioxidantsforHighlyEfficientAcuteKidneyInjuryTreatment.ChemicalScience.2020.DOI:10.1039/D0SC03246H

像机器使用年份久了会老化一样，人的身体随着年龄的增长也会出现这样那样的小毛病。其中骨关节炎就是一种和增龄有很大关系的常见退行性病变。骨关节炎会导致进行性关节软骨破坏，而关节软骨在成年后几乎没有再生潜力，所以它的破坏和损伤往往是不可逆的。近日，斯坦福大学医学院的研究人员妙手回春，通过使用化学信号控制骨骼干细胞生长，实现了关节软骨的再生。骨骼干细胞是一种自我更新的细胞，同时也负责骨骼、软骨和一种帮助骨髓中血细胞发育的特殊类型的细胞产生。研究人员研究了常驻骨骼干细胞（SSC）种群与年龄相关的软骨再生的能力，在使用微骨折手术治疗软骨损伤的愈合过程中，他们发现，微骨折会激活骨骼干细胞，而被激活的骨骼干细胞会按照它们自己的节律在关节中再生纤维软骨。 研究人员设想如果微骨折后的愈合过程可以转向软骨的发展而不是纤维软骨，那么就可能实现软骨组织的再生。于是，他们使用一种称为骨形态发生蛋白2（BMP2）的强大分子来启动微骨折后的骨形成，然而在骨骼干细胞在软骨阶段，通过阻断另一种对骨形成重要的信号分子，称为血管内皮生长因子（VEGF）的分子来中止了其进一步发展为骨骼。通过小鼠实验，研究人员证明了该方法的可行性，接着他们将人体组织转移到小鼠体内，通过使用微骨折（MF）手术刺激再生反应，验证了人体骨骼干细胞可以引导骨骼发育，并止于软骨阶段。这项研究对于治疗因软骨损伤导致的骨关节炎等病症具有重要意义。参考文献：MatthewP.Murphy,LaurenS.Koepke,MichaelT.Lopez,XinmingTong,ThomasH.Ambrosi,GunsagarS.Gulati,etal.Articularcartilageregenerationbyactivatedskeletalstemcells.DOI:10.1038/s41591-020-1013-2

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