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許昌學(xué)院在抗氧化納米酶治療肺纖維化領(lǐng)域取得新進展
來源：許昌學(xué)院 2023-11-22
導(dǎo)讀：近日，許昌學(xué)院化工與材料學(xué)院納米催化材料與應(yīng)用團隊在高效抗氧化納米酶設(shè)計及肺纖維化治療研究領(lǐng)域取得重要進展，相關(guān)研究結(jié)果以“Vanadium Carbide Nanosheets with Broad-Spectrum Antioxidant Activity for Pulmonary Fibrosis Therapy”為題發(fā)表在美國化學(xué)會納米科學(xué)TOP期刊《ACS Nano》（ACS Nano, 2023, DOI: 10.1021/acsnano.3c06105），影響因子為17.1。
特發(fā)性肺纖維化(IPF)是一種慢性、高致死率的肺間質(zhì)性疾病。大部分IPF病因不明，目前尚無治愈方法，患者中位生存時間僅3-5年。醫(yī)學(xué)界普遍認為，肺纖維化的發(fā)生與氧化應(yīng)激密切相關(guān)。因此，抗氧化治療被認為是預(yù)防和減輕肺纖維化的有效策略。但是臨床研究表明，天然抗氧化酶和有機小分子抗氧化治療效果并不理想，其原因可能在于它們在病理條件下的抗氧化效率和持久性均較低。近年來，人們發(fā)現(xiàn)一些納米材料，特別是納米酶（一類具有酶樣催化特性的納米材料），在特定條件下能夠產(chǎn)生或清除生物活性物種（如活性氧和氮物種），從而可以調(diào)節(jié)生物機體內(nèi)氧化還原水平，為癌癥和氧化應(yīng)激類疾病治療提供了納米方案。那么，能否利用納米酶抗氧化活性治療特發(fā)性肺纖維化？這是一個非常值得研究但仍然研究不足的問題，其關(guān)鍵和難點在于設(shè)計合成高效抗氧化活性和良好生物相容性的納米酶材料。針對上述問題，許昌學(xué)院納米催化材料團隊何偉偉教授與河南大學(xué)黃永偉教授、中科院高能物理研究所王黎明研究員合作，借鑒二維單層金屬碳化物（MXene）富電子和催化特性，采用插層剝離方法合成了高度分散、超薄單/少層結(jié)構(gòu)的V4C3納米片。受MXene易氧化特點啟發(fā)，通過控制V4C3自氧化水平來平衡V價態(tài)組成和表面狀態(tài)，獲得了廣譜、高效和持久增強的抗氧化能力（是天然抗氧化劑AA和TA的幾到幾十倍）；提出了價態(tài)工程策略對V4C3納米片化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物物理活性的潛在調(diào)控機制，闡明了多種抗氧化路徑的協(xié)同作用。首次探索將MXene材料用于IPF治療，結(jié)果表明V4C3具有抗炎、抗纖維化和重塑氧化應(yīng)激水平的三重效應(yīng)，從而顯著抑制肺部肌成纖維細胞增殖和ECM異常，對肺纖維化顯示出滿意的治療效果。此外，V4C3納米片具有良好的生物相容性和腎臟排泄能力，在用藥治療期間沒有發(fā)現(xiàn)對其他臟器的毒副作用。該研究為高效抗氧化納米材料設(shè)計提供了新思路，也為氧化應(yīng)激相關(guān)疾病治療抗氧化藥物開發(fā)提供了新策略。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、中原科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才計劃和河南省高?？萍紕?chuàng)新團隊等項目的支持。許昌學(xué)院2023屆聯(lián)培碩士研究生劉佺、任亞平（指導(dǎo)老師均為何偉偉）為該論文共同第一作者，何偉偉教授、河南大學(xué)黃永偉教授、中國科學(xué)院高能物理研究所王黎明研究員為該論文的共同通訊作者。附論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c06105
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