IF52.7!南京大学顾宁院士&东南大学盛静逸团队“国自然”热点联合荣登“国产神刊”《STTT》!
📃动脉粥样硬化由氧化应激与慢性炎症驱动,现有抗氧化疗法因天然酶成本高、稳定性差而受限,亟需新型高效治疗策略。
📐由南京大学顾宁院士、东南大学盛静逸教授团队在《Signal Transduction And Targeted Therapy》上发表题为 “Nature-inspired confined cascade enzymenanoreactors for targeted atherosclerosis therapy” 的研究,揭示仿生限域级联纳米反应器可高效清除活性氧、抗炎抗衰老,靶向治疗动脉粥样硬化。
◎中文标题:仿生受限级联酶纳米反应器用于动脉粥样硬化的靶向治疗
◎发表期刊:Signal Transduction And Targeted Therapy
◎发表时间:2026年3月
◎影响因子:IF=52.7/Q1
动脉粥样硬化是心血管疾病的主要病因,其发生发展与斑块微环境中过量活性氧(ROS)引发的氧化应激、炎症反应及细胞衰老密切相关。天然抗氧化酶虽具保护作用,但稳定性差、成本高,限制了其临床应用。
✍数据来源:使用ICP-OES、ICP-MS、TEM、XRD、UV-Vis、DLS、ESR、SDS-PAGE、Western blot、ELISA、qRT-PCR、流式细胞术、免疫荧光等工具获取材料表征、酶活性及生物学数据,未依赖公共数据库。
📖生信分析流程:采用Michaelis-Menten方程拟合纳米酶的稳态动力学参数,并通过2^−ΔΔCT法对qRT-PCR数据进行相对基因表达定量分析。
📢实验验证:使用RAW264.7巨噬细胞和HUVECs进行细胞摄取、ROS清除、炎症因子检测、巨噬细胞极化、泡沫细胞形成及SA-β-gal细胞衰老染色等体外功能验证。
成功合成了USPB@SeDMSN@NM纳米反应器,粒径约70 nm,具有典型枝状介孔结构。USPB和硒均匀负载于孔道内,表面成功包被中性粒细胞膜。表征结果显示其胶体稳定性良好,分散均匀,为后续级联催化与靶向治疗奠定了材料基础(图1)。
图1:中性粒细胞膜包覆的受限级联纳米酶(USPB@SeDMSN)用于动脉粥样硬化靶向治疗示意图
该纳米反应器同时具备SOD、CAT、GPx和POD样活性,级联催化效率显著优于游离USPB。稳态动力学分析证实其底物亲和力高。在模拟生理条件下可缓慢生物降解,酸性环境下降解略慢,展现出良好的生物安全性和临床转化潜力(图2)。
图2:USPB@SeDMSN@NM 的体外细胞摄取、活性氧清除、巨噬细胞极化、抗炎及抗衰老活性研究
中性粒细胞膜包被显著增强了炎症内皮细胞和巨噬细胞对该纳米反应器的摄取。其高效清除胞内ROS,抑制IL-6、TNF-α等促炎因子,促进M2型巨噬细胞极化,减少泡沫细胞形成,同时缓解DNA损伤和内皮细胞衰老(图3)。
图3:多功能纳米平台在**APOE⁻/⁻**小鼠体内静脉注射后的药代动力学、生物分布及斑块靶向效果
该纳米反应器血浆半衰期达14.69小时,显著长于未包被组。ICP-OES和活体成像显示其主要分布于肝脾,并能高效富集于主动脉根部斑块,与CD68⁺巨噬细胞共定位,验证了其中性粒细胞膜介导的炎症靶向能力(图4)。
图4:静脉注射USPB@SeDMSN对动脉粥样硬化小鼠的治疗效果
治疗7周后,主动脉斑块面积由40.8%显著降至14.2%。病理分析显示,斑块坏死核心减少、胶原含量增加、MMP-9表达降低。同时,斑块内ROS水平和衰老标志γ-H2AX阳性细胞明显下降,证实了其治疗效果(图5)。
图5:USPB@SeDMSN@NM通过清除活性氧、减轻细胞衰老改善斑块形成
本研究受天然多酶复合体启发,构建了限域级联纳米反应器USPB@SeDMSN@NM。其兼具SOD/CAT/GPx活性,能高效清除ROS、抗炎、抗衰老,并靶向动脉粥样硬化斑块。体内外实验证实,该仿生平台可显著抑制斑块进展,为心血管疾病治疗提供了新策略。