Advanced Materials | 深圳先進(jìn)院合作構(gòu)建高效級(jí)聯(lián)催化納米酶為骨關(guān)節(jié)炎治療提供新策略
3月10日,中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院王國(guó)成研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院李曉峰教授團(tuán)隊(duì)及中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院黃輝教授團(tuán)隊(duì),在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊 Advanced Materials 在線發(fā)表了題為"Unlocking an Efficient SOD-to-CAT Catalytic Relay in a MOF Nanozyme via Dopamine-Driven Interfacial Nanoreconstruction for Osteoarthritis Therapy"的研究論文。該工作是團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期圍繞“生物材料納米界面工程與功能創(chuàng)制”方向的又一重要進(jìn)展。
骨關(guān)節(jié)炎的核心病理在于炎癥與活性氧(ROS)之間形成的惡性循環(huán),導(dǎo)致軟骨持續(xù)破壞且疼痛難忍。針對(duì)這一臨床痛-點(diǎn),研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出一種“預(yù)嵌入-激活”界面納米重構(gòu)策略,利用多巴胺對(duì)雙金屬 MOF 進(jìn)行精準(zhǔn)的表面“雕刻”與“重塑”。這一過(guò)程不僅解決了傳統(tǒng)材料在生理環(huán)境下不穩(wěn)定的難題,更巧妙地“喚醒”了其原本缺失的超氧化物歧化酶(SOD)活性,構(gòu)建了高效的“SOD-CAT”抗氧化接力系統(tǒng)。
機(jī)制研究表明,該納米酶能全鏈條清除ROS,阻斷關(guān)鍵的 S100A8/NF-κB炎癥通路,有效調(diào)控免疫細(xì)胞(促進(jìn)巨噬細(xì)胞向抗炎 M2 型轉(zhuǎn)化),重塑關(guān)節(jié)微環(huán)境。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí),該納米酶能同步實(shí)現(xiàn)軟骨結(jié)構(gòu)保護(hù)與疼痛癥狀緩解,且生物安全性良好(圖1)。
該研究為設(shè)計(jì)兼具高穩(wěn)定性與多功能性的智能生物材料提供了新范式,其核心策略有望拓展至多種炎癥相關(guān)疾病的治療與組織修復(fù)領(lǐng)域。
中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院王國(guó)成研究員、南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院李曉峰教授和中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院黃輝教授為共同通訊作者。南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院博士生李志強(qiáng)、中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究助理吳犇、南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院博士生李偉華為共同第一作者。寧波諾丁漢大學(xué) Enrico Marsili 教授對(duì)本工作提供了寶貴建議。研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

圖1. 通過(guò)DA驅(qū)動(dòng)預(yù)編程ZIFZn/Co框架的界面重構(gòu),實(shí)現(xiàn)SOD向CAT的高效催化接力。由此產(chǎn)生的納米酶可打破骨關(guān)節(jié)炎中活性氧-炎癥的惡性循環(huán),從而實(shí)現(xiàn)顯著的軟骨保護(hù)和疼痛緩解效果。
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