本科生科技創(chuàng)新 | 安農(nóng)團(tuán)隊(duì)為動物治療急性胰腺炎帶來新曙“光”

在動物體內(nèi)的上腹部深處、胃的后下方“隱居”著一個不顯眼的器官，就是胰腺。胰腺每天會分泌750-1500 ml 的胰液，動物攝入的蛋白質(zhì)、脂肪和微量元素，需要通過胰液的分解，最后被腸道消化和吸收。所以，一旦胰液排放受到阻礙，造成胰液排泄不通暢，便會引發(fā)急性胰腺炎。急性胰腺炎是指胰酶在胰腺內(nèi)被激活后引起胰腺組織自身消化、水腫、出血甚至壞死的炎癥反應(yīng)，是動物病癥中最常見的急腹癥。重癥胰腺炎則會引發(fā)呼吸衰竭、腎衰竭等并發(fā)癥，對動物來說是一種致命的炎癥。2023年3月14日，大熊貓“寶新”就因患重癥急性胰腺炎搶救無效離世，不足2歲。

圖1 熊貓“寶新”照片

急性胰腺炎是動物（如犬貓）的一種常見疾病，同時胰腺作為動物體內(nèi)第二大消化腺，是產(chǎn)生胰島素和消化酶的重要器官[1]。傳統(tǒng)急性胰腺炎的治療包括病因治療、非手術(shù)治療和手術(shù)治療。其中以非手術(shù)治療為主，主要包括一般治療和藥物治療，手術(shù)治療治愈率不高且后續(xù)并發(fā)癥較多，同時代價較大。一般的病因治療方法包括禁食、使用生長抑素及其類似物、胃腸減壓、吸氧、保持腸內(nèi)營養(yǎng)，腸外營養(yǎng)等[2]。而藥物治療主要是應(yīng)用一些抗炎的藥物幫助進(jìn)行調(diào)理，但長時間用藥也會對肝腎功能和胃黏膜造成一定的損傷。近二十年間，隨著多學(xué)科的交叉發(fā)展，納米生物醫(yī)學(xué)在臨床當(dāng)中的應(yīng)用越來越廣泛。光治療作為新興的技術(shù)之一，已成為科學(xué)家關(guān)注和研究的重點(diǎn)，在癌癥治療領(lǐng)域研究廣泛，主要包括光動力療法和光熱療法[3]。

圖2 納米材料在光治療中的研究進(jìn)展

那么動物得了急性胰腺炎該怎么辦呢？為此，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)的一支本科生團(tuán)隊(duì)近期研發(fā)出一種普適性強(qiáng)、安全性高的Au@MoS2 復(fù)合納米材料并結(jié)合光治療方法，用以改善動物的急性胰腺炎。

MoS2 具有優(yōu)異的光學(xué)吸收性能，Au 納米材料則是應(yīng)用最廣泛的高效光熱試劑之一。將二者復(fù)合，并采用親水性 PEG 高分子修飾該復(fù)合納米材料，可以提高生物相容性。光動力與光熱作用協(xié)同進(jìn)行，能夠起到更好的治療效果。

圖3 復(fù)合納米材料制備實(shí)驗(yàn)中

MoS2 半導(dǎo)體經(jīng)光照后，在價帶的電子會吸收光子躍遷到導(dǎo)帶，在導(dǎo)帶的光生電子和在價帶的光生空穴會分別與氧氣和水生成超氧陰離子自由基和羥基自由基等活性物種，從而治療動物的急性胰腺炎。

圖4 核心技術(shù)治療原理

參考文獻(xiàn)：

[1] Harris JP, DVM; Parnell NK, DVM, DACVIM; Griffith EH, PhD and Saker KE, MS, DVM, PhD, DACVN. Retrospective evaluation of the impact of early enteral nutrition on clinical outcomes in dogs with pancreatitis: 34 cases (2010–2013) J. Vet. Emerg. Crit. Care. 2017; 00(0): 1–9.

[2] Banks PA, Bollen TL, Dervenis C, Gooszen HG, Johnson CD, Sarr MG, Tsiotos GG, Vege SS. Classification of acute pancreatitis-2012: revision of the Atlanta classification and definitions by international consensus. Gut. 2013, 62(1): 102-111.

[3] Nunnari J, Suomalainen A. Mitochondria: In sickness and in health. Cell. 2012, 148(6):

（王文佳 胡紫嫣 陸玥）