近日，我院王金明课题组在纳米硒缓解氟中毒研究领域取得里程碑式成果，三篇核心研究论文相继发表于国际权威期刊，配套技术专利“一种几丁聚糖－纳米硒颗粒水溶胶的制备方法及其应用”成功授权，系列功能性纳米硒产品的研发与应用验证，为氟中毒的精准防控提供了全新解决方案，标志着我院在纳米生物材料研发与疾病靶向治疗交叉领域达到国际先进水平。
无机硒毒性较高、生物利用度低，难以实现高效安全干预；有机硒（如硒代蛋氨酸）虽生物活性明确，但面临氧化不稳定性强、胃内易降解、肠吸收效率不足及治疗窗狭窄等问题，临床应用受限。更关键的是，针对氟致神经损伤，血脑屏障（BBB）的低通透性成为药物递送的天然屏障，导致有效治疗手段长期匮乏，这一系列问题构成了氟中毒诊断与治疗领域的核心技术难点。为破解传统无机硒的应用困境，课题组创新性地采用壳聚糖作为载体材料，率先开展无机硒的纳米化包裹研究，成功制备出壳聚糖硒纳米颗粒（CS-SeNPs）功能性材料。壳聚糖载体的引入实现了三重关键突破：一是赋予材料优异的胃肠道稳定性，避免硒制剂在体内降解失效；二是凭借纳米级粒径优势，增强组织穿透性，成功跨越血脑屏障，破解神经损伤治疗的递送难题；三是显著降低无机硒的毒性，提升生物相容性，实现“高效低毒”的治疗目标。这一改良策略不仅解决了无机硒的固有缺陷，更突破了氟中毒治疗中靶向递送、生物稳定性不足等核心难点，为后续系列化研究奠定了坚实基础。相关成果以“Chitosan‑selenium nanoparticles alleviate fluoride-induced hippocampal neurotoxicity by targeting the DUSP5-ERK-CREB-BDNF signaling axis”为题发表于《Chemical Engineering Journal》（中科院一区TOP，IF=13.2），论文第一作者为博士研究生李浩洁，王金明教授为该论文主要通讯作者。以“Selenium nanoparticles attenuate fluoride-induced mitophagy defect and neurotoxicity via PINK1/Parkin pathway.”为题在线发表于《Food Science and Human Wellness》（中科院一区TOP，IF=7.4），论文第一作者为博士研究生赵晖，王金明教授为通讯作者。并成功授权专利“一种几丁聚糖－纳米硒颗粒水溶胶的制备方法及其应用”。
CS-SeNPs的制备过程和纳米结构的示意图（A）及其体外和体内作用机制（B） CS-SeNPs对氟化物诱导的线粒体自噬缺陷的保护作用的示意图
一种几丁聚糖－纳米硒颗粒水溶胶的制备方法及其应用
在无机硒纳米化研究取得突破后，课题组进一步拓展研究边界，针对有机硒（硒代蛋氨酸，SeMet）氧化不稳定性强、胃内易降解、肠吸收效率低的问题，开展有机硒的纳米化包裹改良，成功研发出壳聚糖包裹有机硒纳米粒（CS-SeMet）。该材料通过壳聚糖包裹技术，有效提升了SeMet在胃内的稳定性，延长其在肠内滞留时间，显著促进肠吸收效率，大幅提高生物利用度，同时拓宽了治疗窗，弥补了有机硒的应用短板，形成了覆盖无机硒、有机硒的纳米化改良系列产品。相关成果以“Chitosan-coated selenomethionine-based nanoparticles attenuate fluoride-induced splenic inflammatory response”为题发表于《Chemical Engineering Journal》（中科院一区TOP，IF=13.2）。论文第一作者为博士研究生李媛媛，王金明教授为该论文主要通讯作者。
SeMet和CS-SeMet的合成与表征示意图
在靶向治疗应用中，系列纳米硒功能材料展现出精准高效的干预效果：壳聚糖包裹无机硒纳米粒（CS-SeNPs）能有效跨越血脑屏障，显著减轻氟诱导的神经元损伤，改善学习记忆能力，为氟致神经损伤提供了安全有效的治疗方案；壳聚糖包裹有机硒纳米粒（CS-SeMet）则在缓解氟致脾损伤方面表现突出，可增强机体抗氧化与抗炎能力，提升免疫功能，有效减轻氟对脾脏的毒性损伤，为氟诱导的免疫毒性防控提供了可靠手段。系列产品经体内外实验与临床样本验证，均具备准确率高、重复性好、作用机制明确等优势，配套专利的授权更实现了技术成果的标准化与可转化性，为后续产业化应用提供了核心技术支撑。
展望未来，课题组将以现有系列纳米硒功能材料为基础，持续深化靶向治疗研究，进一步优化纳米载体的靶向递送效率与协同治疗效果，开发多组分复合型纳米制剂，实现对氟中毒或其他疾病的更精准、高效干预。同时，课题组将加快推进成果转化进程，推动系列产品在临床检测与疾病防控中的实际应用，为提升我国环境性疾病防控科技水平、保障公共健康提供坚实支撑。
该系列研究由我院王金明课题组自主完成，得到了国家自然科学基金、山西省基础研究计划等项目的支持。
相关论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.168487；
https://doi.org/10.26599/FSHW.2025.9250739;
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.171768。
