关键词：姜黄素、金属-酚网络、EGCG、Nrf2/PPARγ 通路、ROS 响应型纳米系统、铁死亡
ROS-responsive EGCG-Fe-Cur nanosystems for radioprotection through antioxidant and inhibition of ferroptosis pathways
Published: 15 April 2026 article number, (2026) Cite this article
https://www.springer.com/journal/12951
一、研究背景
急性放射病（ARS）是短时间内暴露于高剂量电离辐射引发的全身性疾病，目前临床缺乏高效低毒的辐射防护剂。金属-酚网络（MPNs）作为新兴纳米策略，为ARS防治提供了新思路。本研究基于金属-有机配位合成技术，开发EGCG-Fe-Cur纳米系统，旨在突破传统辐射防护剂生物利用度低、副作用大的瓶颈。
二、纳米系统构建与响应机制
1. 合成策略
以表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、姜黄素（Cur）与Fe³⁺为原料，通过金属-酚配位作用自组装形成粒径约80 nm的球状纳米颗粒。该过程反应条件温和、操作简便，同时显著提升了EGCG与Cur的水溶性及生物利用度。
2. ROS响应释放
纳米系统进入辐射损伤细胞后，高活性氧（ROS）环境会触发颗粒解体，逐步释放EGCG、Cur与Fe³⁺：
A. Fe³⁺与EGCG协同发挥类过氧化氢酶活性，将H₂O₂转化为H₂O，直接清除ROS；
B. EGCG与Cur通过激活Nrf2与PPARγ通路，调控下游抗氧化及铁死亡相关基因的表达。
三、核心防护效果验证
1. 体外细胞实验
在γ射线照射的AHH-1细胞模型中，EGCG-Fe-Cur可显著缓解G₂/M期细胞周期阻滞，降低DNA损伤水平，减少ROS生成及脂质过氧化产物累积，展现出优异的抗氧化与细胞保护能力。
2. 体内动物实验
在小鼠全身照射模型中，该纳米系统可显著提高受照小鼠的存活率，有效恢复造血系统功能。在特定浓度范围内，其防护效果优于传统辐射防护剂WR2721，且未观察到明显毒副作用。
四、作用机制解析
机制研究表明，EGCG-Fe-Cur通过多通路协同调控实现辐射防护：
1. 抗氧化通路：通过直接清除ROS与激活Nrf2/ARE通路，上调抗氧化基因表达，维持线粒体正常形态与功能；
2. 铁死亡抑制：激活PPARγ通路，上调GPX4表达，抑制辐射诱导的脂质过氧化与铁死亡进程；
3. 凋亡调控：通过Bcl2/Bax通路抑制细胞凋亡，减少辐射导致的细胞死亡。
五、研究创新与应用价值
1. 双重防护策略：首次将ROS响应释放、直接抗氧化与通路调控相结合，实现“清除ROS-抑制铁死亡-阻断凋亡”的多级防护；
2. 低毒高效优势：天然多酚与金属离子的组合生物相容性优异，避免了传统防护剂的毒副作用；
3. 临床转化潜力：为新型辐射防护剂开发提供了可借鉴的纳米自组装策略，可拓展至放疗患者正常组织保护、核应急场景防护等多个应用方向。
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