多年來，隨著抗生素的濫用，與抗生素耐藥基因相關(guān)的細(xì)菌疾病成為了危害人類健康的問題之一，因此，人們迫切需要找到一種新的細(xì)菌治療方法，能夠克服抗生素耐藥、制備復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)，取代傳統(tǒng)的抗生素療法。近年來，隨著納米生物材料的發(fā)展，納米抗菌劑的研究成為熱點(diǎn)，特別是含銅納米酶，它可以模擬天然酶的功能，通過催化作用產(chǎn)生活性氧（ROS），具有高效的殺菌作用。銅因其優(yōu)良的抗菌效果，在各醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)中應(yīng)用歷史悠久。開發(fā)含銅抗菌素被認(rèn)為是應(yīng)對(duì)不斷加劇的全球抗生素耐藥性危機(jī)的一個(gè)潛在解決方案。含銅納米酶具有優(yōu)異的廣譜抗菌性能和低耐藥可能性，有望成為一種新型的抗菌納米酶。
近日，材料學(xué)院陳克正教授、王瑋教授與中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究所劉鑒峰研究員（材料學(xué)院特聘教授）合作，在含銅抗菌納米酶的研究方面取得重要突破，并在中科院一區(qū)Top期刊ACS Applied Materials & Interfaces（影響因子8.758）發(fā)表標(biāo)題為“Effective Antibacterial Activity of Degradable Copper-doped Phosphate-based Glass Nanozyme”的高水平論文，材料學(xué)院2018級(jí)碩士研究生劉一凡和聶寧為該論文的共同第一作者。
團(tuán)隊(duì)成員通過簡易的水熱法制備非晶可降解含銅磷酸鹽玻璃（Cu-PBG）納米酶，該納米酶在體內(nèi)和體外對(duì)革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌均有良好的抗菌效果。研究指出，Cu-PBG納米酶的抗菌機(jī)制是基于活性氧（ROS）風(fēng)暴的產(chǎn)生和銅離子的釋放。在微酸性傷口組織中Cu-PBG納米酶表達(dá)過氧化物酶（POD）活性，通過催化H2O2分解為羥基自由基（·OH），對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生致命的氧化應(yīng)激殺傷。而在中性的生理環(huán)境中，則表達(dá)過氧化氫酶（CAT）活性，避免了氧化應(yīng)激對(duì)正常組織的損傷。與傳統(tǒng)的納米酶不同，Cu-PBG納米酶由于其磷酸鹽玻璃性質(zhì)，本質(zhì)上是可降解的。在微酸性和中性的生理環(huán)境中都可實(shí)現(xiàn)降解，并釋放銅離子，進(jìn)一步提高了細(xì)菌殺傷效果，且避免了無機(jī)納米粒子在體內(nèi)的長期滯留，具有優(yōu)秀的生物相容性。體內(nèi)傷口愈合實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明了其優(yōu)秀的體內(nèi)殺菌、消退炎癥、促進(jìn)傷口愈合的性能。該工作合成了一種高效的含銅抗菌藥物，具有巨大的臨床轉(zhuǎn)化潛力，對(duì)探索新型含銅抗菌劑和開發(fā)新的抗菌策略具有重要意義。
文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c22746
本工作得到了國家優(yōu)青基金、國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
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