Nano Select:纳米酶在组织修复与再生中的应用与进展

再生医学是促进机体自我修复与再生的新型疗法,以改善或恢复因衰老或者各种疾病等原因造成的组织器官损伤和退化为目标。随着老龄化社会的到来,再生医学已成为世界各国重点发展的方向,是应对老龄化问题最有前景的方案之一。近年来,以生长因子、治疗性核酸药物、干细胞等为代表的再生生物疗法在组织修复与再生领域的发展为临床患者带来了新的希望。然而,这类疗法容易受到损伤和退行性疾病的病理微环境中过量表达的活性氧自由基(ROS)的氧化破坏,从而限制了治疗效果,是该领域亟待解决的热点问题。针对病灶氧化微环境特征,设计相应的抗氧化治疗体系用于保护递送的生长因子、治疗性核酸药物、干细胞和改善病理微环境,已成为组织修复与再生领域的前沿课题。

近年来,随着纳米科学的发展,研究人员发现一类与天然抗氧化酶具有类似生物催化活性的新型纳米酶材料,引起了学术界的广泛关注。抗氧化纳米酶具有高比表面积、丰富的催化活性位点、较好的稳定性、易于表面修饰和功能改性等优势,且可克服天然酶易失活、产量低等缺限。此外,抗氧化纳米酶能够模拟天然抗氧化酶的催化过程,调控生物组织的氧化应激水平,在生物医学领域具有广阔的前景,为解决上述问题带来了新策略。

近日,浙江大学药学院凌代舜研究员课题组针对抗氧化纳米酶在组织修复与再生中的应用研究进行了系统性综述。该综述首先介绍了抗氧化纳米酶的催化活性影响因素,讨论总结了不同粒径、形貌、pH、温度以及组成对抗氧化纳米酶催化活性的影响;进一步对近年来几种典型的抗氧化纳米酶的催化机理进行了总结,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱苷肽过氧化物酶(GPx)等;此外,文章还讨论总结了抗氧化纳米酶在急慢性皮肤创伤、心血管疾病、脑损伤和神经退行性疾病中的治疗效果和作用机制;最后,文章对抗氧化纳米酶在再生医学中的发展前景和亟需解决的关键瓶颈问题进行了展望分析。相关综述论文发表在Wiley出版社旗下新期刊Nano Select上(DOI: 10.1002/nano.202000021)。