Janus人工酶再发子刊！程冲/陈甜Nature子刊：高熵合金Janus人工酶实现pH门控的顺序氧化还原治疗耐药细菌感染

四川大学程冲/陈甜/Liu Zhi报道的这项工作提出了一种高熵合金（HEA）Janus 人工酶作为全新的抗耐药细菌与促修复治疗平台，核心创新在于：把“杀菌”和“修复”这两件在时间与化学条件上彼此冲突的事情，整合进同一个纳米材料中，并由 pH 自动切换。作者通过五元金属（Pt–Fe–Cu–Co–Ni）构建高熵合金纳米颗粒，利用多金属协同效应精准调控 d 带中心，使其在酸性、感染微环境下表现出强氧化酶/过氧化物酶样活性，快速生成杀菌性 ROS，高效清除 MRSA 及其生物膜；而在感染缓解、pH 接近中性的修复阶段，材料则自动切换为 SOD/CAT 样抗氧化模式，清除过量 ROS，保护内皮细胞、成纤维细胞和免疫细胞，避免“过度氧化伤害”。更重要的是，这种pH 门控的顺序氧化还原调控不仅实现了抗生素非依赖性的杀菌，还在免疫层面引导巨噬细胞从 M1 向 M2 极化，抑制持续炎症，促进血管新生和基质重塑。在 MRSA 感染的慢性创面模型中，该平台实现了快速清菌 + 加速愈合的协同效果。整体而言，这是一种典型的“微环境自适应型人工酶”生物材料思路，为耐药感染和慢性炎症修复提供了统一解决方案。相关研究以 High-Entropy Alloy Janus Artificial Enzymes for pH-Gated Sequential Redox Therapy of Drug-Resistant Bacterial Infection发表在Nature Communications上。
1 Janus 架构赋予多酶样协同催化能力图1｜HEA 基 Janus 人工酶的结构设计与生物催化特性
2 多金属高熵合金的可控构建与结构确认图2｜HEA 基 Janus 人工酶的合成与理化表征。
3 感染酸性环境触发 ROS 生成的催化开关图3｜HEA 基 Janus 人工酶的 pH 门控 ROS 催化活性研究。
4多金属协同调控 d 带中心的理论证据图4｜电子分布与结构构型的 DFT 计算分析。
5高效清除耐药菌及其生物膜图5｜HEA 基 Janus 人工酶对 MRSA 的体外杀菌作用评估。
6ROS 介导的代谢紊乱与膜结构破坏图6｜MRSA 被杀灭机制的转录组学分析。
7从杀菌到保护的功能模式切换图7｜HEA 纳米颗粒基 Janus 人工酶的体外 ROS 清除与细胞保护作用
8免疫重编程与组织修复信号的系统调控图8｜转录组学揭示 PtFeCuCoNi HEA 纳米颗粒调控炎症与修复相关通路。
9顺序氧化还原调控实现清菌与愈合协同
图9｜微环境自适应的 pH 门控 ROS 催化治疗 MRSA 感染皮肤损伤。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-025-68020-9