Small:一种用于高效治疗高尿酸血症的新型级联纳米反应器

高尿酸血症是指由于体内尿酸生成过多导致血浆中尿酸含量过高的一种疾病。诸多研究表明,高尿酸血症与痛风、代谢综合征、高血压、糖尿病、肾结石和心血管疾病等有着重要的关联。尿酸酶作为一种天然酶,广泛存在于鸟类、爬行类和不包括人在内的灵长类动物体内,可以通过催化氧化尿酸转化为尿囊素和过氧化氢从而降低血浆尿酸水平。然而,尿酸酶的环境耐受性差、易变性失活及促炎性过氧化氢催化产物的过量产生等不足导致其治疗效果不佳且存在潜在的副作用。因此,迫切需要开发用于高尿酸血症治疗的新型酶递送系统,其具有增强的稳定性、长的血液循环、良好的治疗效果并同时减少副作用。

近年来,纳米酶作为天然酶的模拟酶,由于其具有比天然酶更高的稳定性、更易储存、更低成本和可调节的催化活性等特点,在生物传感、成像、治疗和环境保护等领域引起了极大的关注。特别是,作为纳米材料的纳米酶不但表现出固有的类酶活性,可产生或清除活性氧,而且可以与生物酶相结合构筑高效纳米酶-生物酶级联纳米反应器用于疾病诊疗。

厦门大学陈小兰研究团队与合作者共同设计并合成了一种可用于治疗高尿酸血症的新型纳米酶-生物酶级联反应器(Pd-Ru/Uricase@RBC)。该纳米反应器通过将一种新型的高活性过氧化氢模拟酶Pd-Ru纳米片(其对过氧化氢底物的亲和力及最大反应速率分别是同尺寸Pd纳米片的近5倍和4倍)与尿酸酶和红细胞膜结合实现对高尿酸血症的高效治疗。首先新型级联反应器可通过尿酸酶有效地将血液中的尿酸转化为尿囊素和过氧化氢,与此同时具有过氧化氢模拟酶的Pd-Ru纳米片催化过氧化氢分解为氧气,而尿酸的氧化反应是一个消耗氧气的过程,所以过氧化氢分解最终产生的氧气又可以促进尿酸分解的催化反应。此外该新型级联反应器不仅具有对极端pH、温度和生物酶降解良好稳定性的优点,还具有循环半衰期长、生物安全性高的优点。该研究为探索高尿酸血症的临床治疗提供了一种新的选择途径。

上述研究工作得到了国家自然科学基金项目(22075233, 21890752, 21721001, 21802109)和中央高校基本科研业务费(20720200020)的支持。

论文信息:

A Novel Cascade Nanoreactor Integrating Two-Dimensional Pd-Ru Nanozyme, Uricase and Red Blood Cell Membrane for Highly Efficient Hyperuricemia Treatment

Jiang Ming, Tianbao Zhu, Jingchao Li, Zichen Ye, Changrong Shi, Zhide Guo, Jingjuan Wang, Xiaolan Chen*, Nanfen Zheng*

Small

DOI: 10.1002/smll.202103645

原文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202103645