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許昌學院在抗氧化納米酶治療肺纖維化領域取得新進展
來源：許昌學院 2023-11-22
導讀：近日，許昌學院化工與材料學院納米催化材料與應用團隊在高效抗氧化納米酶設計及肺纖維化治療研究領域取得重要進展，相關研究結果以“Vanadium Carbide Nanosheets with Broad-Spectrum Antioxidant Activity for Pulmonary Fibrosis Therapy”為題發(fā)表在美國化學會納米科學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)學界普遍認為，肺纖維化的發(fā)生與氧化應激密切相關。因此，抗氧化治療被認為是預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生或清除生物活性物種（如活性氧和氮物種），從而可以調節(jié)生物機體內氧化還原水平，為癌癥和氧化應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，其關鍵和難點在于設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，許昌學院納米催化材料團隊何偉偉教授與河南大學黃永偉教授、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/少層結構的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納米片化學結構和生物物理活性的潛在調控機制，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，結果表明V4C3具有抗炎、抗纖維化和重塑氧化應激水平的三重效應，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計提供了新思路，也為氧化應激相關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基金、中原科技創(chuàng)新領軍人才計劃和河南省高?？萍紕?chuàng)新團隊等項目的支持。許昌學院2023屆聯(lián)培碩士研究生劉佺、任亞平（指導老師均為何偉偉）為該論文共同第一作者，何偉偉教授、河南大學黃永偉教授、中國科學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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