糖尿病患者或病原體侵襲造成難治性角膜炎。一氧化氮（NO）可用于殺滅細菌和參與抗炎。光動力療法（PDT）產生的超氧自由基（O2·-）可以直接殺死細菌，還可以與NO反應生成殺傷性更強的過氧亞硝酸鹽（ONOO-）。這項研究將細菌的靶向光動力治療、NO殺菌以及NO抗炎特性集成在一個系統中，用于難治性角膜炎的高效治療。

該納米平臺以UCNPs為光響應核心，介孔二氧化硅為外殼，用于AIE基光敏劑（TPE-Ph-DCM）加載。將細菌靶向分子COOH-PEG-QAC和基于AMC的NO供體通過酰胺反應接枝到UCNP@mSiO2上形成UCNANs。靶向分子可以通過靜電作用與細菌帶負電荷的細胞壁結合，從而提高納米治療平臺在感染部位的積累。在808 nm的近紅外光照射下，核殼結構的UCNANs觸發AMCNO釋放NO，激活TPE-Ph-DCM產生O2·-等ROS。NO與O2·-進一步相互作用，產生高活性的ONOO-分子，顯著增強了細菌的清除能力。同時，細菌的清除減少了抗炎因子的分泌。在難治性角膜炎治療過程中，NO也可能是抑制NF-κB信號通路的關鍵調節因子。“一石三鳥”有效治療難治性角膜炎。

結果表明：

(1)UCNANs在近紅外光觸發下產生O2·-，并在短距離內釋放NO。O2·-可以與NO快速反應生成ONOO-。

(2)UCNANs能殺滅99%以上的金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌，說明PDT和NO聯合使用具有更強的協同殺菌作用。UCNANs組細菌的細胞壁和細胞膜嚴重受損,這可能是PDT和NO協同作用導致UCNANs的主要抗菌機制。

(3)與健康對照組比較，UCNANs組和左氧氟沙星組的角膜清晰度和透明度相似，證實局部滴注UCNANs可有效緩解感染癥狀，但是，左氧氟沙星的濃度比UCNANs高10倍。同時，UCNANs組顯示極少浸潤的炎癥細胞和整齊的角膜上皮層。表明UCNANs在治療難治性角膜炎方面顯示出了替代傳統滴眼液的巨大潛力。

(4)UCNANs可以在激光照射下釋放NO，進而下調TNF-α的表達，從而誘導NF-κB的下調，在緩解難治性角膜炎炎癥中發揮重要作用。

這項工作成功開發了一種近紅外光敏納米平臺(UCNAN)，用于治療難治性角膜炎時有效殺滅細菌和緩解炎癥。該納米平臺結合了多種策略，包括PDT、NO療法和劇毒ONOO-，用于高效、協同的難治性角膜炎治療。這項工作是PDT和NO協同治療的一個很好的例子，可能會加快晚期難治性角膜炎治療的發展。

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說明：

本研究結果以題為“Killing three birds with one stone: Near-infrared light triggered nitric oxide release for enhanced photodynamic and anti-inflammatory therapy in refractory keratitis”發表在Biomaterials上。第一作者為Hengrui Zhang，通訊作者為王柏亮研究員。

特別鳴謝：

楊艷