开发针对骨相关疾病的精准无创诊疗技术迫在眉睫，因为它不仅可以连续监测骨代谢、生长、转移、给药和指导手术，而且可以实现骨疾病的高效治疗。然而，如何设计精准无创的骨疾病诊疗探针极具挑战。传统的骨成像荧光探针大多采用双膦酸盐作为骨靶向基团，致使其半衰期长，在体内清除困难；此外，该类探针多为可见光和近红外一区荧光成像（< 900 nm），具有空间分辨率差、组织穿透性弱等问题。另一方面，相关探针在治疗诸如类风湿性关节炎等骨骼自身免疫性疾病方面仍然疗效甚微。例如，临床上最常用甲氨蝶呤(MTX)治疗以关节滑膜炎症和软骨/骨不可逆破坏为特征的类风湿性关节炎，但甲氨蝶呤的长期使用可能导致严重的全身并发症，对软骨/骨破坏的治疗亦无积极作用。综上所述，无论是在单纯的高分辨无创骨成像方面，还是在单一有效治疗类风湿性关节炎方面均有难度，更遑论设计一种诊疗探针去同时实现高分辨的无创骨成像和类风湿性关节炎的高效治疗。
近日，青岛科技大学袁勋教授团队报道了一种新型的金团簇基骨靶向诊疗探针，实现了高时空分辨的体内骨靶向近红外二区（NIR-II）荧光成像和增强的类风湿性关节炎治疗。该探针的设计关键在于将原子级精确的NIR-II发射Au44团簇的表面进行磷酸化。一方面，Au44团簇的表面磷酸化大大增强了探针的骨靶向能力，使骨主要成分羟基磷灰石对磷酸化前后的Au44团簇探针的理论最大吸附量提高了1.36倍，使该团簇探针实现了高对比度和高分辨率的体内骨靶向NIR-II荧光成像（信噪比提升1.4倍，见图1）。
图1. Au44MBA26-P团簇的体内特异性骨靶向和高分辨率成像。(A)注射Au44MBA26-P团簇后小鼠全身的NIR-II荧光图像；(B)注射Au44MBA26团簇和Au44MBA26-P团簇后小鼠体内信号背景比(SBR)随时间的变化图；注射Au44MBA26-P团簇24 h后小鼠后爪(C)和侧卧位(D)的NIR-II荧光图像；(E)基于横截面强度分布图的肋部最大半宽(FWHM)分析(D中红色虚线)。
此外，该团簇探针作为一种新型纳米药物，具有直接的生物效应，可显著抑制脂多糖诱导的小鼠巨噬细胞促炎因子的产生。在II型胶原诱导的大鼠类风湿性关节炎治疗中，该团簇探针表现出优异的抗炎和免疫调节作用，可将破坏的软骨恢复到接近正常状态，比临床治疗药物甲氨蝶呤效果更为显著（图2），且具有良好的肾脏清除率和优良的生物相容性。本研究提出了一种金属纳米团簇基诊疗探针的设计范例，为高分辨率骨靶向荧光成像和类风湿性关节炎治疗提供了新思路。
以上研究论文以“Phosphorylation of NIR-II emitting Au nanoclusters for targeted bone imaging and improved rheumatoid arthritis therapy”为题发表于 Aggregate 期刊，论文第一作者为青岛科技大学博士生杨戈（现为山东理工大学讲师），通讯作者为青岛科技大学袁勋教授。
https://doi.org/10.1002/agt2.435)