近日，我院分子影像中心周子健团队联合新加坡国立大学陈小元教授在Science Advances在线发表了题为“Ferroptosis MRI for early detection of anticancer drug-induced acute cardiac/kidney injuries”的研究成果。该研究利用青蒿素与活性铁（Fe2+）离子特异性反应后的大分子效应和滞留效应，设计并构建了自增强型活性铁池靶向MRI探针Art-Gd，实现了化疗药物导致的急性心肌/肾损伤的早期诊断和铁死亡抑制剂治疗的疗效监测。

化疗药物导致的急性心肌损伤（ACI）和急性肾损伤（AKI）在肿瘤患者中具有高的发病率和致死率。研究表明，在初期阶段（incipient stage）对化疗药物导致的ACI/AKI进行实时干预可以最大程度地逆转损伤器官的恶化进程。铁死亡是一种铁依赖性的脂质过氧化物驱动的细胞死亡形式，其中不稳定活性铁（Fe2+）离子的蓄积是它的典型特征之一。研究发现铁死亡与化疗药物导致的ACI/AKI的始动环节密切相关，使用铁死亡抑制剂可以有效的缓解相关病情。但是，由于缺乏基于铁死亡机制的活体分子影像探针，对于铁死亡机制在损伤器官早期演进中的作用过程仍然不明确，对于铁死亡抑制剂的疗效监测也存在挑战。

图1. 自增强型活性铁池靶向MRI探针Art-Gd对化疗药物导致的ACI/AKI的早期诊断

本研究中，团队构建了一种以青蒿素为骨架连接MRI成像元件的分子影像探针Art-Gd（图1）。利用青蒿素与活性铁（Fe2+）离子特异性反应后的大分子效应和滞留效应，实现了自增强MRI造影成像。在阿霉素诱导的ACI和顺铂诱导的AKI小鼠模型中，Art-Gd探针分别在48小时和24小时实现了对心脏和肾脏病变组织内活性铁离子的高对比成像。相比于临床指标（心肌肌钙蛋白和肾小球滤过率）变化，分别提早了24小时和48小时。鉴于探针优越的成像性能，作者使用探针在体评估了两种铁死亡抑制剂在治疗顺铂诱导的AKI小鼠时的肾脏保护效应。更重要的是，该探针在其他铁死亡相关疾病的早期诊断和药物评价方面也具有潜在的应用价值。

我院博士生曾繁天为本论文第一作者，我院周子健老师和新加坡国立大学陈小元教授为共同通讯作者。我院林忠宁教授以及维多利亚老品牌vic119电子科学与技术学院蔡聪波教授等对研究工作给予了重要支持和帮助。该项工作得到了国家自然科学基金、深圳市科创委、福建省中央引导地方科技发展专项等项目的资助。

论文链接：https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.add8539