药物引起的肝损伤(DILI)是导致急性肝衰竭的主要原因之一,具有较高的发病率和死亡率。目前,N-乙酰半胱氨酸(NAC)是临床上DILI的首选解毒剂,但是NAC必须在DILI发生后相对短的时间窗内给药。由于DILI发病进程快,当患者接受治疗时,往往会错过NAC治疗的黄金时间,从而使肝损伤进一步恶化为肝衰竭,导致凝血障碍、肝性脑病、多器官功能衰竭乃至死亡等严重后果。因此,针对DILI的发病机制,研发新型的具有较长治疗时间窗的治疗剂用于DILI防治具有重要意义。研究表明,肝损伤组织局部微环境活性氧(ROS)含量的异常升高,导致氧化应激水平的增高,产生过氧化反应,是引起组织损伤的重要原因之一。NAC即是通过促进细胞内谷胱甘肽(GSH)的生成,以降低细胞内氧化应激水平,达到解毒的效果。因此,ROS的清除有助于抑制DILI。此外,炎症在DILI的疾病进展中发挥着重要作用:肝损伤发生早期,单核来源的巨噬细胞表现出促炎功能,会加重损伤部位的炎症反应,从而使肝损伤进一步恶化;但一定程度的炎症又有助于清除坏死的肝脏细胞,促进肝损伤的修复进程。因此,对炎症的调控在DILI治疗中也具有十分重要的意义。具有模拟过氧化氢酶(CAT)和/或超氧化物歧化酶(SOD)活性的一类纳米材料可清除ROS并产生氧气,有利于减轻炎症反应。其中,氧化铈纳米粒在抗炎、神经系统疾病、伤口愈合等各种生物医学应用中得到了广泛的应用。本研究首先设计并合成了油胺为表面配体的氧化铈纳米粒,通过透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射仪(XRD)等手段对其结构形态以及组成进行表征。结果显示,氧化铈纳米粒为类球形,具有较好的结晶性,粒径大小为~3 nm,表面同时存在Ce3+和Ce4+。随后,利用薄膜分散法将氧化铈纳米粒转至水相,得到DSPE-PEG2K修饰的氧化铈纳米酶(CeNZs)。通过TEM,粒度电位分析仪(DLS)对其分散性、粒径大小及稳定性进行表征。结果显示,CeNZs在水溶液中具有良好的分散性和稳定性,水力直径为~12 nm。进一步通过溶解氧测量仪、总SOD活性检测试剂盒和羟基自由基检测试剂盒分别对CeNZs的类过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)及·OH清除性能进行表征。结果显示,CeNZs可有效清除H2O2、·O2-以及·OH等ROS。在细胞水平和动物水平上分别建立由对乙酰氨基酚(APAP)引起的肝损伤模型,并考察CeNZs对DILI的保护和治疗效果。通过磺酰罗丹明B(SRB)检测方法评价CeNZs对肝细胞L02的保护作用。结果表明,CeNZs对APAP处理的L02细胞具有剂量依赖性的保护作用。接下来,腹腔注射APAP诱导ICR小鼠发生肝损伤,成功建立DILI模型。通过检测经不同处理后小鼠的血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平考察CeNZs对DILI的预防保护作用。结果表明,构建DILI模型前2 h给予小鼠CeNZs或构建DILI模型后立即给予小鼠CeNZs,均可有效降低APAP诱导上调的血清ALT和AST水平。同时,肝脏组织切片苏木素-伊红(HE)染色也证明了提前2 h或同时给予小鼠CeNZs能够有效抑制APAP诱导的肝脏组织坏死。为进一步评价CeNZs对DILI的治疗作用,在构建DILI模型后3 h给予小鼠CeNZs或NAC治疗,并在24 h后对小鼠的肝脏组织进行检测评价。HE染色结果表明,NAC对APAP诱导的DILI无保护作用,而CeNZs可显著减少小鼠肝脏组织的坏死区域,缓解肝脏组织中细胞的死亡,表明CeNZs可延长DILI治疗窗口。通过考察经不同处理后小鼠的生存率评价CeNZs对APAP诱导DILI的保护作用,结果表明CeNZs可明显提高接受高剂量APAP小鼠的生存率。最后,对CeNZs保护DILI的分子机制进行探究。通过流式细胞分析术(Flow cytometry)检测给药后细胞内ROS的水平;通过SRB比色法检测CeNZs对H2O2处理的L02细胞的保护作用;通过实时荧光定量逆转录-聚合酶链反应技术(q RTPCR)对肝脏组织中ROS相关基因的表达进行考察,评价CeNZs在体内的抗氧化效果。体外结果表明,CeNZs能够有效清除细胞内APAP诱导产生的过量ROS,并且可以抑制H2O2对L02细胞的毒性。体内研究结果表明,CeNZs可以上调Nrf-2的表达,激活Nrf-2/Keap1通路,显著上调抗氧化基因(Nqo1,Gpx1,HO-1),下调促氧化基因(Nox2,Cyp2e1)。此外,分离DILI小鼠肝脏非实质细胞,采用流式细胞术检测小鼠肝脏组织中CD86+促炎型与CD206+抗炎型巨噬细胞的比例,考察CeNZs对炎症的作用,并在鼠源单核巨噬细胞(Raw 264.7细胞)上进一步验证CeNZs调节炎症的机制。体内结果表明,CeNZs可显著降低CD86+促炎型巨噬细胞的比例,减少Il-1β,TNF-α等炎症因子的表达。同时,体外结果表明,具有类CAT活性的CeNZs可显著减少低氧条件下Raw 264.7细胞内低氧诱导因子(HIF-1α)的表达量,并可在低氧条件下显著减少Raw 264.7细胞内Il-1β,TNF-α等炎症因子的表达。综上,本论文设计合成的CeNZs可以有效治疗APAP诱导的DILI,对于临床上错过NAC最佳治疗时间的DILI患者具有重要意义。CeNZs在DILI治疗中具有双重调节作用:清除受损肝细胞中的ROS,降低受损肝脏部位的氧化应激;同时,清除ROS过程中产生氧气,降低促炎巨噬细胞水平,从而防止炎症引起的肝细胞坏死。与NAC相比,CeNZs由于具有抗氧化应激和抗炎的协同作用,可以延长DILI的治疗时间窗。本研究为目前临床上防治DILI提供了新的理论、实验基础和设计思路。