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| 中國海洋大學在高熵納米酶精準醫(yī)學治療研究領域取得新進展 |
| http://www.ixiaoyuer.com 2025年1月13日 來源：華禹教育網(wǎng) |
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近日，中國海洋大學化學化工學院/海洋化學理論與工程技術教育部重點實驗室仇萌副教授及其科研團隊與西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院舒健教授團隊和韓國高麗大學Jong Seung Kim教授合作，以全文（Article）形式在國際化學領域重要學術期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）上發(fā)表了題為“High Entropy 2D Layered Double Hydroxides Nanosheet Toward Cascaded Nanozyme-Initiated Chemodynamic and Immune Synergistic Therapy”（高熵二維層狀雙氫氧化物納米平臺用于級聯(lián)納米酶引發(fā)的化學動力學和免疫協(xié)同治療）的研究論文，并獲選當期正封面論文。
圖1 論文獲選《美國化學會志》（J. Am. Chem. Soc.）當期正封面
在自然界的復雜演化中，多種元素的共存與協(xié)作構筑了奇妙的化學結構和功能體系，這啟發(fā)了科學家探索如何通過多組元的協(xié)調(diào)作用實現(xiàn)新型材料的設計。高熵材料（High-Entropy Materials, HEMs），作為一種富含多元素的新興材料體系，正逐步揭示出其獨特的魅力。通過多元素的均勻混合，高熵材料不僅突破了傳統(tǒng)單組元材料的性能瓶頸，更開啟了晶體結構調(diào)控與性能優(yōu)化的新紀元。高熵材料所展現(xiàn)的多樣性和可調(diào)控性，使其成為能源、催化和生物醫(yī)學領域的研究熱點。特別是在二維高熵材料中，層狀結構提供了豐富的反應活性位點，多元素協(xié)同作用則賦予其優(yōu)異的物理化學及生物學性能。而這種復雜性與協(xié)同性，也使其在極具挑戰(zhàn)性的腫瘤治療中展現(xiàn)出非凡的潛力：不僅可以通過化學動力學催化重塑腫瘤微環(huán)境，還能激活免疫系統(tǒng)的協(xié)同反應，為精準醫(yī)學提供了前所未有的可能性。
圖2 二維高熵層狀雙氫氧化物合成過程及化學動力學和免疫協(xié)同治療示意圖
此次研究中，該團隊設計了一種全新的二維高熵層狀雙氫氧化物（HE-LDHs）納米平臺，這不僅是高熵材料的又一次重要創(chuàng)新，也是其在腫瘤治療領域的首次探索。通過構建納米酶級聯(lián)催化與免疫協(xié)同的復合治療機制，該材料成功在實驗中重塑了腫瘤微環(huán)境（TME），實現(xiàn)了化學與免疫療法的深度結合，為腫瘤治療提供了更加靈活和精準的策略（圖2）。
實驗結果表明，HE-LDHs在TME中表現(xiàn)出類超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）的模擬酶活性，可高效催化腫瘤代謝產(chǎn)物生成高濃度的活性氧（ROS），從而引發(fā)腫瘤細胞凋亡；此外，ROS誘導線粒體功能障礙并引發(fā)線粒體DNA（mtDNA）泄漏，而泄漏的mtDNA在鋅離子的催化作用下激活cGAS/STING信號通路，進一步增強抗腫瘤免疫反應，促進細胞因子的分泌及淋巴細胞的成熟，從而有效抑制腫瘤的生長并防止復發(fā)。
綜上所述，HE-LDHs通過協(xié)同級聯(lián)反應對腫瘤微環(huán)境進行重塑，顯著觸發(fā)ROS風暴和GSH/GPX4通路的耗竭，同時激活cGAS/STING免疫信號通路，展現(xiàn)出卓越的化學動力學和免疫治療效果。目前，這是HE-LDHs在生物醫(yī)學領域中的首次應用探索，表明其作為多功能納米平臺，具有獨特的組成靈活性和多元素協(xié)同作用，可為精準化的腫瘤治療提供創(chuàng)新性和可定制化的策略。
團隊合影
研究成果的第一完成單位是中國海洋大學化學化工學院/海洋化學理論與工程技術教育部重點實驗室，通訊作者為西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院任文秀教授、舒健教授、中國海洋大學仇萌副教授、高麗大學Jong Seung Kim教授，第一作者是中國海洋大學化學化工學院2021級碩士生王晨和西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院2024級博士生袁鳳英。該工作得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金、山東省泰山學者項目、四川省科技廳項目以及中央高�；A科研業(yè)務費的支持。
文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c04523
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