IF=10.2,南昌大学开发「蓝藻蛋白功能化硒纳米颗粒」发表中科院一区!靶向铁死亡/MAPK双热点,揭示骨关节炎(OA)软骨退变调控新机制

骨关节炎（OA）伴随软骨细胞氧化应激、炎症激活与铁死亡，软骨细胞死亡与基质降解是推动关节退变进程的关键因素。硒纳米颗粒（Se NPs）可调控氧化还原与铁死亡，藻蓝蛋白（Phycocyanin ，PC）具备抗氧化与抗炎作用，但纳米材料如何通过协同调控铁死亡与MAPK通路影响软骨细胞状态，相关机制仍待系统解析。今天小汇分享的这篇文章，研究借助纳米材料绿色合成、转录组学、线粒体功能检测、DMM动物模型、分子回救实验，完整构建了“纳米材料-氧化应激-铁死亡-MAPK”的调控新轴，为多功能纳米材料、铁死亡、信号通路与软骨退变的交叉研究提供了清晰范式，也为关节退行性病变基础研究提供新靶点与思路。

2026年4月16日，南昌大学第一附属医院张斌教授、南昌大学化学系张小勇团队在《Materials Today Bio》上发表了题为“Phycocyanin-functionalized selenium nanoparticles attenuate osteoarthritis through ferroptosis suppression and modulation of the MAPK pathway”的文章，研究以IL-1β诱导软骨细胞模型与小鼠内侧半月板失稳（DMM）OA模型为对象，证实PC功能化Se NPs（Se@PC NPs）可被软骨细胞有效摄取，通过清除活性氧、抑制铁过载与脂质过氧化、上调GPX4/SLC7A11，同时抑制MAPK通路异常激活，保护线粒体结构与功能，维持软骨细胞外基质稳态，从纳米材料学、氧化应激、铁死亡、信号通路与线粒体功能层面完整解析了Se@PC NPs调控骨关节炎进程的分子机制。

1、材料合成创新：一步法绿色合成，PC双功能修饰，解决硒纳米颗粒稳定性缺陷

针对Se NPs易团聚、分散性差的问题，以PC同时作为稳定剂与功能修饰剂，采用绿色原位还原法一步合成Se@PC NPs，无需有毒有机溶剂，提升材料水溶性、分散性与结构稳定性，实现无机纳米硒与天然活性蛋白的高效整合。

2、作用机制创新：双通路协同调控，同时靶向铁死亡与MAPK炎症信号轴

突破单通路干预局限，首次证实Se@PC NPs可通过上调GPX4/SLC7A11抑制软骨细胞铁死亡，同时降低JNK/P38/ERK磷酸化水平阻断MAPK通路过度激活，实现抗氧化、抗铁死亡、抗炎三重效应协同，系统改善软骨细胞病理状态。

3、科学逻辑创新：揭示MAPK与铁死亡交叉调控，完善OA病理网络机制

借助转录组无偏筛选结合通路回复实验，明确MAPK信号活化是铁死亡加剧的重要上游驱动环节，阐明Se@PC NPs“抑制MAPK→减轻氧化应激→缓解铁死亡”的级联调控关系，丰富骨关节炎中炎症与程序性死亡的交互机制。

4、研究体系创新：全链条闭环设计，材料-细胞-动物-机制完整论证

构建 “纳米合成→理化表征→细胞功能→分子机制→动物模型→生物安全” 的完整研究体系，实验设计规范、证据链充分，为纳米生物材料应用于退行性关节疾病研究提供可复制的标准化范式。

5、拓展潜力创新：天然组分联用，生物相容性高，可向多类退行性疾病延伸

选用生物安全性高的天然PC与微量元素Se组合，体内外均表现出良好生物相容性，研究思路与材料设计可直接拓展至骨质疏松、椎间盘退变、类风湿关节炎等肌肉骨骼疾病基础研究。

Se@PC NPs合成表征与抗氧化活性

图1.纳米复合材料的合成、表征及抗氧化活性。

Se@PC NPs细胞相容性评价

图2.Se@PC NPs的细胞相容性。

Se@PC NPs对细胞外基质及炎症的调控

图3..Se@PC NPs对细胞外基质和软骨细胞炎症的保护作用。

转录组分析与MAPK通路验证

图4.Se@PCNPs在ATDC5细胞中的转录组分析

Se@PC NPs对氧化应激与铁死亡的影响

图5.Se@PC NPs给药后软骨细胞的氧化应激与铁死亡情况。

Se@PC NPs对线粒体结构与功能的保护

图6.Se@PC NPs处理后软骨细胞线粒体结构与功能的评估。

Se@PC NPs对DMM模型小鼠的调控作用

图7.Se@PC NPs对小鼠内侧半月板失稳诱导骨关节炎的调控作用评估。

体内机制验证与生物相容性评价

图8.免疫组化评估与体内生物相容性检测。