第一作者: Yi Zhuo
通讯作者: Yan Zhang, Xiaolei Wang
通讯单位: 南昌大学
研究内容：
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染的中枢神经系统，在治疗中常用的万古霉素(Van)具有高肾毒性，难以通过血脑屏障(BBB)，且在长期使用过程中容易引起细菌耐药性。作者合成了QAI，即季铵盐改性金纳米团簇(QA)与吲哚菁绿(ICG)结合。在近红外激光的帮助下，QAI可以通过三联协同疗法有效地穿过血脑屏障，以低剂量治疗颅内MRSA感染(DK)。QAI的另一个吸引人的特点是难以产生耐药性，这是由于其物理抗菌机制。与传统的Van治疗相比，QAI治疗对肝脏和肾脏的毒性大大减小，因此将是颅内MRSA感染治疗的一个更健康的策略。
示意图1
要点一：
作者明智地将DK对QA细菌的抑制效应与ICG的光热和光动力效应结合起来，得到QAI，证明是一个成功的无抗生素即可穿过血脑屏障有效治疗MRSA感染的设计。
要点二：
此外，QAI不仅很难诱导细菌的耐药性，而且对哺乳动物细胞或哺乳动物也没有明显的毒性。由于极小的尺寸和适当的表面电荷特性，QAI可以快速传递到中枢神经系统，具有良好的抗菌和抗炎作用，可以拓宽基于纳米抗菌材料的设计思路和应用范围。
图1：(a) QA和 (b) QAI的TEM图像；(c) QAI的元素光谱；(d) QA、ICG和QAI的ζ-电位；(e) QA、ICG、QAI的图像和紫外吸收光谱；(f) QAI的XPS光谱；(g) 在808 nm激光(2.0 Wcm−2)下处理10 min时，QAI(ICG占QAI的80.29%，QA占19.71%)的光热曲线；(h) QAI(50 μg mL−1)在808 nm激光下照射10 min的光热曲线；(i) 在808 nm激光(2.0Wcm−2)照射下，QAI(50 μg mL−1)的温升和冷却曲线。
图2：(a) 不同浓度QAI处理后HUVECs和L929的细胞活力；(b)不同浓度QAI加/不加NIR处理后BV2s的细胞活力; (c) 不同浓度QAI的溶血速率(比例尺=1cm)；(d)不同浓度QAI处理后的L929经钙黄绿素/PI染色的荧光显微镜照片。
图3：(a) QAI处理后的细菌数；(b) 在808 nm NIR辐照(2.0 Wcm−2,10 min)下，在50 μg mL−1条件下，用PBS(Ctrol)、ICG、QA或QAI处理的细菌数; (c) 不同浓度的QAI或Van处理后细菌生物膜的存活率；(d)细菌对Van和QAI的耐药性的发展；与不同浓度QAI共培养和808 nmNIR照射后的MRSA(e)扫描电镜和(f)荧光显微镜(PI染色)图片。
图4：(a)荧光显微镜(IFM)图像和c)在NIR照射下，不同浓度的ICG照射下处理L929s后产生的ROS的定量数据(Scalebar=25μm)；(b) NIR暴露下PBS、QA和QAI处理后L929s产生ROS的IFM图像和(d)定量数据(比例尺=25μm)；(e) 血脑屏障示意图；(f) 在808 nm NIR激光照射下，体外血脑屏障模型上下腔室中QAI和Van的比例。
图5：(a) 颅内MRSA感染小鼠的建模和治疗过程示意图；(b，c)小鼠脑组织中IL-1β、IL-6和TNF-α的免疫印迹和表达定量数据；(d) NS、Van和QAI治疗后颅内MRSA感染小鼠琼脂板随脑扩散(比例尺=2 cm)；(e) 小鼠头部的红外图像和(f)温度定量分析；(g)颅内未感染小鼠(NC)或MRSA感染小鼠的生存曲线和体重变化；(i)小鼠脑组织的H&E染色照片(I-Ctrl，Ⅱ-Van，Ⅲ-QAI)(比例尺=100 μm)；(j) IL-1β、IL-6和TNF-的免疫组化评分(H-评分)。
参考文献
Yi Zhuo, Yi Zhang, Bing Wang, Shiqi Cheng, Raorao Yuan, Shaowen Liu, Mailin Zhao, Bin Xu, Yan Zhang, Xiaolei Wang, Gold nanocluster & indocyanine green based triple-effective therapy for MRSA infected central nervous system, Applied Materials Today, 2022, 27, 101453.
