VISQUE应用案例32通过内源

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前言：药物性肝损伤（Drug-inducedLiverInjury，DILI）是一种可导致肝衰竭的急性肝病。治疗结核病的药物吡嗪酰胺（PZA）、异烟肼（INH）和利福平（RFP）的长期服用可能造成严重的肝损伤和肝毒性。已有研究发现药物性肝损伤过程中产生的过氧亚硝酸盐（ONOO?）可作为预测DILI的诊断生物标志物。该研究构建了基于BODIPY的荧光探针（BDP-Py+），能够快速、灵敏地在体内检测ONOO?，并进行成像，促进了对抗结核药物性肝损伤（ATB-DILI）发病机制的理解，并为DILI的早期诊断和治疗提供有力的工具。

吡嗪酰胺（Pyrazinamide，PZA）、异烟肼（Isoniazid，INH）、利福平（Rifampicin，RFP）均是临床常用的抗结核药物，长期服用可能造成严重的肝损伤和毒性。肝脏中产生的过氧亚硝酸盐（ONOO?）一直被认为是预测和测量药物性肝损伤（Drug-inducedLiverInjury，DILI）的生物标志物。该研究构建了基于BODIPY的荧光探针（BDP-Py+），能够快速、灵敏地在体内检测ONOO?，并进行成像。利用该探针，证明了乙酰氨基酚（Acetaminophen，APAP）诱导的DILI细胞和小鼠模型中的ONOO?含量的变化，并首次揭示了抗结核药物PZA诱导肝损伤的机制。此外，BDP-Py+还可用于筛选和评价不同抗结核药物的肝毒性。与现有的血清酶检测和HE染色相比，该探针可通过监测ONOO?水平的上调，在肝脏实质性病变之前实现DILI的早期诊断。总的来说，该研究将促进对抗结核药物性肝损伤（Anti-tuberculosisDrugInducedLiverInjury，ATB-DILI）发病机制的理解，并为DILI的早期诊断和治疗提供有力的工具。

构建基于BODIPY的荧光探针，可在体内对ONOO-进行选择性的、灵敏地检测和成像。通过监测ONOO-水平的上调，该探针可以在肝脏实体病变前实现DILI的早期诊断。

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Scheme1.探针BDP-Py+到ONOO?的设计。

Fig1.BDP-Py+的荧光光谱特性。（A）BDP-Py+(10μmol/L)与ONOO?(μmol/L)的荧光光谱。插图是nm紫外辐射下的相应荧光图像。（B）BDP-Py+（10μmol/L）与ONOO?（μmol/L）反应动力学曲线。（C）BDP-Py+的荧光强度与ONOO?浓度的线性关系。（D）BDP-Py+（10μmol/L）对不同分析物（μmol/L）的荧光响应。（1）ONOO-；（2）ClO-；（3）H2O2；（4）?OH；（5）?OtBu；（6）1O2；（7）NO；（8）O2?–；（9）TBHP；（10）K+；（11）Na+；（12）Mg2+；（13）Cu2+；（14）Zn2+；（15）Fe2+；（16）Fe3+；（17）Al3+；（18）Br-；（19）HS-；（20）SO32-；（21）SO42-；（22）Cys；（23）Hcy；（24）GSH。

条件：PBS缓冲溶液（pH7.4，10mmol/L，含30%CH3CN），λex=nm。

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Fig2.不同药物诱导HepG2细胞肝损伤的荧光图像。(A)第一行：细胞用BDP-Py+(10μmol/L)处理。第二至第五行：细胞用不同的药物（APAP、PZA、INH和RFP，1mmol/L）预处理8小时，然后用BDP-Py+（10μmol/L）处理10分钟。（B-D）药物（APAP、PZA和INH）在HepG2细胞中不同剂量和不同时间对荧光强度变化的影响。λex=-nm，λem=-nm。比例尺=μm。

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Fig3.分别用不同浓度的（A）APAP（0、、、mg/kg处理12h）、（C）PZA（0、、、mg/kg处理12h）和（E）INH（0、20、、mg/kg处理8h）处理后，得到的小鼠脏器的荧光图像。(B、D、F)对图A、C、E中的荧光强度进行分析。采用双尾学生t检验进行统计分析。**表示P0.01，***表示P0.，****表示P0.0，n.s.表示无显著性差异。λex=-nm，λem=-nm。

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Fig4.不同药物诱导后获得的小鼠脏器的荧光图像。（A）分别用mg/kg（a）APAP、（b）PZA和（c）INH处理12h后，获得的小鼠不同器官的荧光图像。（B）图A中a-c的荧光强度分析。（C）分别用mg/kg（d）APAP，（e）PZA处理12h和（f）INH处理8h后，获得的小鼠不同器官的荧光图像。（D）图C中d-f的荧光强度分析。采用双尾学生t检验进行统计分析。**表示P0.01。λex=-nm，λem=-nm。

结论：该研究设计并合成了基于BODIPY的荧光探针BDP-Py+，可快速、灵敏、高效地检测ONOO-。应用BDP-Py+，实现了抗结核药物性肝损伤的诊断和机制研究。以APAP为参照，验证了抗结核药物PZA和INH也通过氧化应激产生ONOO-导致肝脏损伤，而RFP则通过其他机制。此外，BDP-Py+还可用于筛选和评价不同药物的肝毒性。与血清酶检测和HE染色相比，该探针可以监测ONOOˉ水平的上调，从而在肝脏实体病变之前实现DILI的早期诊断。总之，该研究为DILI的诊断、DILI的机制探索和药物性肝损伤的程度评估提供了有利的工具。本文以题为“Endogenousperoxynitriteactivatedfluorescentprobeforrevealinganti-tuberculosisdruginducedhepatotoxicity”于年9月发布在期刊ChineseChemicalLetters上，是河南大学材料科学与工程学院赵伟利老师团队的研究成果。

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