姜黄素（curcumin, Cur）是一种天然二酮类化合物，具有抗氧化性，可以通过清除活性氧（ROS）和调节免疫微环境用于炎症如类风湿性关节炎的治疗。但是，姜黄素的水溶性差，且抗氧化活性不够高，限制了其进一步应用。姜黄素可以作为单碱基双齿配体与Cu²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺等金属离子络合，形成具有更高溶解度或抗氧化性能的配位化合物。其中，锌-姜黄素（Zn-Cur）的水溶性最好，但其抗氧化性能比姜黄素仅有小幅提升，而铜-姜黄素（Cu-Cur）的水溶性较差，但其抗氧化性能非常好。如何充分利用姜黄素与不同金属离子结合的配位化学特性，同时提升其溶解度和抗氧化性，是将姜黄素用于抗炎治疗需要解决的问题。  

　　近日，中国科学院上海硅酸盐研究所的施剑林院士团队构建了铜掺杂的空心介孔氧化硅纳米颗粒，用其负载水溶性好的锌-姜黄素Zn-Cur，制备用于类风湿关节炎治疗的纳米药物。这种纳米药物可以在关节炎酸性环境中降解，释放锌-姜黄素和Cu²⁺，Cu²⁺可以替换锌-姜黄素中的Zn²⁺，生成具有较强抗氧化性的铜-姜黄素Cu-Cur，高效清除关节炎区域的活性氧。这种基于离子交换反应的治疗策略同时利用Zn-Cur的水溶性和Cu-Cur的抗氧化性，有利于药物输运和在病灶发挥治疗作用。  

　　在细胞层面，纳米药物能够高效缓解巨噬细胞中的氧化应激，促使其从促炎的M1型向抗炎的M2型转化。此外，纳米药物可以有效降低活性氧对骨髓间充质干细胞造成的氧化损伤，而降解后释放出的硅酸盐组分和离子置换反应后释放出的Zn²⁺都能促进生物矿化。最终，该纳米药物有效缓解了关节炎模型小鼠的关节肿胀，降低了炎症因子表达水平，并有效促进骨组织修复，且表现出优异的生物安全性。该研究工作为增强姜黄素的抗氧化治疗效果提供了一种新思路。  

活体水平上纳米药物对类风湿关节炎的治疗效果  

　　该研究工作以“A Nanomedicine-Enabled Ion-Exchange Strategy for Enhancing Curcumin-Based Rheumatoid Arthritis Therapy”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上（2023, DOI: 10.1002/anie.202310061）。第一作者为2018级硕博生杨家财（已毕业），通讯作者为施剑林院士和杨博文博士后。研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市启明星项目的资助和支持。