天然靶向羟基磷灰石的NAD+补充分子金簇用于骨再生研究

本研究创新性开发了具有抗氧化活性和NADH氧化酶（NOX）活性的骨靶向金簇（Au clusters），通过Au-O-P键特异性结合羟基磷灰石（HAp）实现精准骨递送。该材料能提升细胞内NAD+水平，调控GPX4活性清除脂质过氧化物，同时调节IL-10/IL-4和TNF-α/IL-6炎症因子平衡，在卵巢切除（OVX）骨质疏松模型中显著改善骨微结构，为骨靶向纳米药物开发提供新策略。

　　

亮点

我们成功构建了具有原子级精确结构的骨靶向金簇，其增强的NADH氧化酶（NOX）样活性可通过单原子取代策略实现。这些金纳米团簇能通过Au-O-P键与羟基磷灰石（HAp）特异性结合，犹如"分子钥匙"精准打开骨组织靶向递送的大门。

结构表征与生物催化活性

通过一锅法合成的3-巯基丙酸（MPA）保护的金簇（Au₂₅），经铜、镉、铂等单原子掺杂后，其NOX样活性显著提升（图1a）。透射电镜显示这些直径约2nm的金簇（图1b）远低于肾脏清除阈值，确保良好的生物相容性。

结论

本研究开发的原子级精确金簇兼具卓越的生物催化能力和天然骨靶向特性。在OVX诱导的骨质疏松小鼠模型中，Au₂₄Cu₁展现出三大突破性功能：1）通过NAD⁺能量供给系统重塑骨代谢平衡；2）近红外二区（NIR-II）光学特性实现治疗可视化；3）双重调控氧化应激和炎症微环境，显著促进骨小梁结构再生。