Advanced Science | 包裹超小中等熵的微胶质细胞膜 Ru 单原子纳米酶：增强催化加速脑内出血炎症/氧化还原微环境调控

脑内出血（ICH）通过过度炎症和活性氧（ROS）导致严重的继发性脑损伤（SBI），目前的治疗缺乏有效的双靶点疗效。在这项研究中，我们通过将一个 Ru 原子锚定在超小、中等熵的 PtRhIr 合金上，设计了一种微胶质细胞膜包裹的单原子纳米酶（PtRhIr/Ru SAN@M）。该设计整合了两种未被充分利用的策略——单原子纳米酶（SANs）和中等熵催化剂，以弥补 ICH 治疗中的关键治疗空白。PtRhIr/Ru SAN@M 在电子调制活性位点的基础上，具有优越的羟基自由基（•OH）清除能力以及类似超氧化物去变酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的表现，均表现优于无 PtRhIr@M。荧光成像证实其能够穿透血脑屏障（BBB），并在 ICH 后神经炎症区域积累。体外和体内实验均表明，PtRhIr/Ru SAN@M 将小胶质细胞从 M1 型重极化为 M2 型，扰乱神经炎症周期并阻止神经元死亡。PtRhIr/Ru 的治疗干预 SAN@M 显著提高了生存率，恢复了神经功能，并增强了 ICH 后的空间记忆。本研究开创性地将 SANs 与中等熵合金整合用于 ICH，提供了双靶点 ROS 炎症调控策略及可推广的 ROS 相关退行性疾病治疗平台。

脑出血是一种致死致残率极高的危重脑血管疾病，其造成的脑损伤不仅源于血肿的物理压迫，更关键的是后续爆发的剧烈炎症反应与活性氧自由基风暴。这两种病理过程相互交织，形成恶性循环，严重阻碍神经功能恢复，而现有临床手段往往难以实现“抗炎”与“抗氧化”的双重精准打击。针对这一治疗困境，科学家近期研发了一种新型仿生纳米酶，为脑出血治疗带来了突破性思路。

这项研究巧妙地将两种前沿策略——单原子催化与中熵合金——相结合，设计出一种名为PtRhIr/Ru SAN@M的纳米酶。其核心是在超小尺寸的铂铱铑中熵合金纳米颗粒上，精准锚定原子级分散的钌单原子，从而极大提升了催化活性。随后，再包裹一层小胶质细胞膜，这层仿生外衣不仅提高了纳米颗粒的生物相容性，更赋予了其主动靶向脑内炎症病灶的能力。这种“合金核-单原子位点-细胞膜壳”的复合结构，是实现高效、精准治疗的关键。

在功能上，这种纳米酶展现出卓越的“多酶仿生”活性。它能够同时模拟超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等多种关键抗氧化酶的功能，高效清除包括超氧阴离子、羟基自由基在内的多种有害活性氧，并将过氧化氢转化为无害的氧气。体外实验证实，其抗氧化性能显著优于不含钌单原子的对照材料，这得益于钌单原子对合金电子结构的精确调控。

更重要的是，该纳米酶能有效穿透血脑屏障，并依靠其表面的小胶质细胞膜导向，精准富集在脑出血后的炎症区域。一旦抵达战场，它便开始发挥强大的神经保护作用。研究表明，它能显著抑制一种名为“铁死亡”的新型细胞死亡方式。铁死亡与铁依赖的脂质过氧化密切相关，是脑出血后神经元损伤的重要推手。该纳米酶通过直接清除脂质过氧化产物、上调细胞内关键的抗氧化蛋白GPX4的表达，从“减少生成”和“增强清除”两个层面阻断了铁死亡进程。

除了对抗氧化损伤，该纳米酶还对脑内的免疫系统进行了有益“重编程”。脑出血后，大脑中的常驻免疫细胞——小胶质细胞会被过度激活，转化为促炎的M1表型，大量释放白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α等炎症因子，加剧损伤。而PtRhIr/Ru SAN@M能够促使小胶质细胞向抗炎、修复型的M2表型转化，同时抑制促炎因子分泌，促进转化生长因子-β、白细胞介素-10等抗炎因子释放。这种从“火上浇油”到“修复家园”的免疫微环境转变，为神经元存活和修复创造了至关重要的有利条件。

参考消息：

https://www.x-mol.com/paper/2008217982698962944/t?adv