Advanced Materials | 通过多巴胺驱动的界面纳米重建，解锁 MOF 纳米酶中高效的 SOD 转 CAT 催化继电器，用于骨关节炎治疗

骨关节炎（OA）是由炎症和活性氧（ROS）形成的恶性循环驱动的。虽然钴基金属有机框架（MOF）纳米酶是强效的过氧化氢酶（CAT）模拟剂，但其治疗效果因本质上较弱的超氧化物变异酶（SOD）样活性而受限，该活性阻止了全链 ROS 清除。在这里，我们通过创新的“预嵌入/激活”策略解决了这种不平衡。该方法涉及将 Zn2+ 预嵌入钴基框架中，以创造稳定且可活化的前体。随后由多巴胺（DA）驱动的“激活”重塑了潜在的锌/钡配位位点，通过协同放大 SOD 样活性，实现高效的 SOD 至 CAT 催化继电，实现整个 ROS 级联的无缝消除。这种强大的清除能力通过抑制 ROS 介导的 S100A8/NF-κB 信号轴及其破坏性的正反馈回路，恢复线粒体功能，并将巨噬细胞重新编程为抗炎的 M2 表型。由此产生的免疫调节在大鼠骨关节炎模型中转化为深远的治疗效果，同时促进软骨细胞合成以实现显著的软骨修复，同时抑制周围神经的敏化，从而提供持续的疼痛缓解。因此，我们的研究确立了纳米级界面重建作为一个强大且合理的平台，用于工程纳米酶内复杂的催化继电器，应用于先进生物医学应用
该研究以题为“Unlocking an Efficient SOD-to-CAT Catalytic Relay in a MOF Nanozyme via Dopamine-Driven Interfacial Nanoreconstruction for Osteoarthritis Therapy”发表在Advanced Materials上。

ZIFZn/Co@PDA纳米酶制备过程示意图及其对骨关节炎（OA）的治疗作用。通过在Zn/Co基 MOF 纳米颗粒表面进行DA纳米级界面重构，合成了具有SOD-CAT活性的ZIFZn/Co@PDA纳米酶。这些纳米酶通过清除活性氧（ROS）和调节S100A8/ NF - κB 通路，有效延缓OA进展并缓解疼痛。

ZIFZn/Co和ZIFZn/Co@PDA纳米酶的理化表征：(A)ZIFZn/Co和(B)ZIFZn/Co@PDA的TEM图像及对应的EDS分布图（比例尺：100纳米）；(C)Zeta电位，(D) XRD 图，(E)紫外-可见吸收光谱，(F) FTIR 光谱，(G)拉曼光谱，(H) XPS 光谱，(I)纳米酶的N2吸附-脱附等温线。

ZIFZn/Co和ZIFZn/Co@PDA的酶活性表征及DA激活的SOD样活性机制。(A) 100 µg mL−1纳米酶在50 mM过氧化氢溶液中催化溶解氧生成的时间过程，持续10分钟。(B) ZIFZn/Co@PDA在20 mM过氧化氢溶液中测量的浓度依赖性CAT样活性，持续20分钟。(C) ZIFZn/Co和ZIFZn/Co@PDA的米氏动力学拟合。(D) ZIFZn/Co@PDA、PDA和ZIFZn/Co的剂量-反应曲线及计算的半抑制浓度值。(E，F) (E) ZIFZn/Co和(F) ZIFZn/Co@PDA的高分辨率N 1s XPS 谱。(G) 纳米酶ZIFZn/Co和ZIFZn/Co@PDA中N和Co元素化学态的比例（XPS 精细谱分析）。(H) 简化Co-N4模型的Bader电荷分析（左：Co-吡啶-N构型，对应ZIFZn/Co；右：混合Co-吡啶/吡咯-N构型，对应ZIFZn/Co@PDA）。

纳米酶的密度泛函理论(A)ZIFZn/Co和ZIFZn/Co@PDA纳米酶的初始模型示意图。(B)ZIFZn/Co和ZIFZn/Co@PDA纳米酶的差分电荷密度和(C)Bader电荷，黄色和蓝色部分分别代表获得和失去电子。(D)ZIFZn/Co和ZIFZn/Co@PDA纳米酶的 PDOS 图。（E-F）(E)类过氧化氢酶（CAT）和(F)类超氧化物歧化酶（SOD）酶活性的反应机制和能量分布。

参考消息：

DOI: 10.1002/adma.72747