ACS Nano | 含硒纳米尺度氢键有机框架纳米酶，用于脑缺血再灌注损伤的多酶级联抗氧化靶向治疗

无金属氢键有机框架（HOFs）是通过有机构件氢键形成的多孔材料，在生物医学应用中具有优异的生物相容性和酶兼容性。然而，利用 HOFs 制造用于脑缺血再灌注损伤（CIRI）治疗的多酶级联抗氧化纳米酶仍具挑战性。这里合成了含硒的纳米 HOFs（SeHOFs），作为谷胱甘肽过氧化物酶模拟体，原位包裹超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT），形成混合级联抗氧化系统（SeHOF@CAT@SOD）。SeHOFs 表现出增强的催化活性，保持酶功能，并能保护其免受温度、蛋白水解和变性。无金属纳米酶展现出优异的生物相容性和级联催化效能，能够清除活性氧物种，并在体外减少细胞凋亡和铁剥坏。肽修饰增强梗塞部位积累，有效减少 CIRI 模型中的梗塞体积、氧化应激、神经元凋亡、铁消亡和炎症。本研究强调了纳米 HOF 作为在缺血性卒中治疗中先进治疗性纳米酶开发支架的潜力。

图1

(a) SeHOF@CAT@SOD级联抗氧化系统的原位合成示意图及其表面修饰功能肽；(b) SeHOF@DiE@DiP在CIR中的治疗机制示意图

总结

脑卒中后恢复血流灌注产生的氧化应激损伤，是导致神经功能恶化的关键原因。传统抗氧化酶存在稳定性差、难以跨越血脑屏障等难题。近期，研究团队开发了一种新型无金属纳米酶——含硒氢键有机框架（SeHOF），它本身具有谷胱甘肽过氧化物酶活性，还能原位包裹超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT），构建出多酶级联抗氧化系统。这种SeHOF@CAT@SOD不仅保留了天然酶约80%以上的活性，还能在高温、蛋白酶和变性剂环境下保护酶结构不被破坏，显著提升了稳定性和生物相容性。

为了精准靶向脑缺血病灶，研究者在纳米酶表面修饰了T7肽和脑卒中归巢肽（SHp）。在脑缺血再灌注大鼠模型中，双肽修饰的SeHOF@DiE@DiP能够主动穿越血脑屏障，并在梗死区域高效富集。结果显示，该纳米酶可将梗死体积从67.9%降至14.3%，同时减轻神经元凋亡和铁死亡，恢复谷胱甘肽水平，降低丙二醛和铁含量，并抑制炎症因子释放。这项研究展示了基于氢键有机框架构建多酶级联抗氧化纳米酶的策略，为缺血性脑卒中的靶向治疗提供了新思路。

参考文献：

DOI: 10.1021/acsnano.5c20015