6.ZnPBA NCs對細菌性肺炎的體內治療性能

接下來，我們研究了ZnPBA NCs對感染急性細菌性肺炎的Balb/c小鼠的療效。我們確定ZnPBA NCs的治療劑量為100μg/ml，因為該劑量的ZnPBA NCs在清除ROS性能、抑菌能力和體內生物相容性方面均表現優異。急性細菌性肺炎小鼠模型是根據之前的報道建立的。具體而言，小鼠被隨機分為三組（n=5）：未處理組（不做任何處理）、KPN組（氣管內灌注25μl 6×106CFU/ml的肺炎克氏菌懸液和25μlPBS，4h后再灌注KPN）和ZnPBA NCs組（氣管內灌注25μl 6×106CFU/ml的肺炎克氏菌懸液和25μl 100μg/ml的ZnPBA NCs，4h后再灌注KPN）。各組小鼠均在細菌給藥后24小時內安樂死，并對其主要器官進行取樣（圖6a）。

在治療期間，肺炎+ZnPBA NCs組小鼠的體重與未治療組相比略有下降，而未使用ZnPBA NCs治療的肺炎組小鼠的體重明顯下降。從組織病理學圖像上看，肺炎組小鼠的肺部有明顯的粘液分泌和免疫細胞浸潤，表明肺水腫。干濕肺重量比是評估肺炎嚴重程度的關鍵參數。急性肺炎組小鼠的干濕肺重量比達到2.41±0.09，肺水腫加重，而未處理組的干濕肺重量比為1.79±0.06。肺炎+ZnPBA NCs組小鼠的干濕肺重量比則下降到2.20±0.08，表明ZnPBA NCs能顯著緩解急性細菌性肺炎的癥狀。

細胞因子（如IL-1β、IL-6和TNF-α）是炎癥發展過程中的重要指標，有助于在治療過程中評估肺炎的嚴重程度。本實驗收集了血清和肺組織（勻漿），并通過酶聯免疫吸附試驗（ELISA）檢測細胞因子（IL-1β、IL-6和TNF-α）。如圖6b所示，肺炎誘導后小鼠肺組織中IL-1β、IL-6和TNF-α的水平顯著升高，肺炎+ZnPBA NCs組的相應水平遠低于未處理組。此外，小鼠血清中的細胞因子（IL-1β、IL-6和TNF-α）在感染肺炎克氏菌后有輕微升高，而ZnPBA NCs治療后這些細胞因子也受到抑制（圖6c）。同時，當小鼠感染肺炎克氏菌時，白細胞數量，尤其是淋巴細胞和中間細胞數量顯著增加，而當小鼠接受ZnPBA NCs治療后，白細胞數量則下降至正常水平。ZnPBA NCs療法對炎癥細胞因子的下調和白細胞的減少表明，ZnPBA NCs可通過抗炎有效緩解急性細菌性肺炎。

為了評估肺損傷和免疫浸潤的程度，對病理切片和免疫組化（IHC）切片進行了H&E染色和CD45抗體標記。從圖6d中的H&E染色和CD45+IHC切片可以看出，Kpn組肺部組織間隙有大量血細胞浸潤，肺泡充盈，這是病理征象。此外，在Kpn組的肺組織中發現了大部分CD45+信號，說明中性粒細胞廣泛浸潤。這些病理現象表明肺炎克氏菌誘發的肺組織損傷嚴重，即急性細菌性肺炎。相反，根據ZnPBA NCs治療組小鼠的組織病理學圖像，肺損傷大大減輕，H&E染色切片中的血細胞浸潤大大減少，IHC切片中的CD45+中性粒細胞幾乎可以忽略不計。

接下來，我們將肺研磨液接種到LB瓊脂平板上，檢查肺組織中殘留的細菌，以評估ZnPBA NCs的體內抗菌性能。從細菌計數結果來看，未處理組的小鼠可以檢測到少數細菌菌落。在肺磨碎液中接種8小時后，感染的細菌數量為4.55±0.67×107CFU/g，而ZnPBA NCs治療劑可殺死大部分細菌（1.06±0.24×107CFU/g），這表明ZnPBA NCs具有出色的體內抗菌能力（圖6e）。

肺組織的ROS水平也是評估急性肺炎期間氧化應激的一個主要指標。二氫乙啶（DHE）是一種有機染料，可自由穿透膜與ROS反應，然后在600納米波長處產生紅色熒光，用于檢測ROS。未經ZnPBA NCs處理的肺炎組小鼠肺部切片可觀察到明亮的紅色熒光，而未經ZnPBA NCs處理組和ZnPBA NCs處理組的熒光要弱得多（圖6f）。代表肺組織ROS水平的熒光強度統計平均值顯示，Kpn組比未處理組增加了1.58倍，而ZnPBA NCs組則減少到0.33倍，這表明ZnPBA NCs能有效清除體內的ROS。綜上所述，ZnPBA NCs卓越的細胞因子風暴抑制、抗菌和清除ROS能力得到了驗證，有助于全面緩解體內急性細菌性肺炎。

結論：

綜上所述，我們提出了一種簡便的自組裝方法，用于合成普魯士鋅藍類似物納米催化劑（ZnPBA NCs），通過在體外和體內同時抗菌和抗氧化/消炎，對急性細菌性肺炎進行綜合治療。研究發現，ZnPBA NCs在清除超氧陰離子自由基、氫過氧化物和羥自由基方面具有出色的SOD和CAT模擬活性。結果，ZnPBA NCs對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌和銅綠假單胞菌表現出廣譜抗菌能力，這可能是由于納米催化劑釋放的抗菌陽離子積累所致。體外和體內結果證實，ZnPBA NCs可以保護細胞和組織通過殺滅致病菌和ROS清除，從急性細菌性肺炎引起的細菌感染和氧化應激損傷。協同抗氧化和抗菌能力ZnPBA NCs可有效治療急性細菌性肺炎，為ZnPBA NCs的進一步臨床應用提供了廣闊的潛力。