南京大學顧寧院士領銜！仿生級聯納米反應器問世，為動脈粥樣硬化靶向治療提供全新策略

動脈粥樣硬化是心血管疾病的主要病理基礎，其發生發展與氧化應激和過度炎癥反應密切相關。然而，現有的抗氧化和抗炎療法在臨床轉化中面臨諸多瓶頸。近日，南京大學顧寧院士、東南大學盛靜逸教授團隊一項發表于國際知名期刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》的最新研究：研究團隊開發了一種受自然界多酶復合體啟發的級聯納米反應器，該平臺能精準靶向動脈粥樣硬化斑塊，高效清除活性氧并調節炎癥微環境，在動物模型中展現出卓越的治療潛力，為這一慢性炎癥性疾病的精準診療帶來了新希望。

用于靶向動脈粥樣硬化治療的中性粒細胞膜包裹限域級聯納米酶 (USPB@SeDMSN@NM)

核心創新：仿生設計實現“1+1>2”的協同效應

納米反應器的表征

該研究團隊設計了一種名為USPB@SeDMSN@NM的納米反應器。其核心創新在于仿生構建了一個“空間限域”的級聯催化系統：

• 載體：采用具有大孔徑（約25納米）的樹枝狀介孔二氧化硅納米顆粒（DMSN）作為骨架，其高比表面積和孔道結構為負載催化活性中心提供了理想場所。

• 催化核心：將具有超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性的超小普魯士藍納米顆粒（USPB），與具有谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）活性的硒（Se）共同裝載于DMSN的孔道中。這種設計模擬了天然多酶復合體（MECs）中多種酶緊密協作的方式，在納米尺度的受限空間內，實現了對超氧陰離子、過氧化氫、羥基自由基等多種活性氧（ROS）的高效、順序清除，顯著提升了整體催化效率。

• 靶向外殼：在納米反應器表面包裹了一層從中性粒細胞提取的細胞膜（NM）。中性粒細胞在炎癥部位具有天然趨向性。該仿生涂層賦予納米顆粒“主動靶向”能力，使其能夠借助膜上的粘附分子識別并富集于動脈粥樣硬化斑塊處的活化的內皮細胞和巨噬細胞。

多功能治療機制：抗氧化、抗炎、抗衰老“三管齊下”

USPB@SeDMSN@NM 的細胞攝取效率、ROS清除能力、巨噬細胞極化、抗炎及抗衰老活性的體外探索

體外和體內實驗系統驗證了該納米平臺的多重治療功能：

• 高效清除ROS，緩解氧化應激：該納米反應器集成的SOD/CAT/GPx多酶活性，能有效清除炎癥微環境中過量的ROS，從源頭上減輕氧化損傷。

• 重編程巨噬細胞，逆轉炎癥：通過清除ROS和可能的膜信號傳導，該納米平臺能顯著促進巨噬細胞從促炎的M1表型向抗炎的M2表型極化，并降低IL-6、IL-1β、TNF-α等關鍵促炎因子水平。

• 抑制泡沫細胞形成：通過降低氧化應激和炎癥，該治療能有效減少巨噬細胞對氧化型低密度脂蛋白（oxLDL）的攝取，從而抑制動脈粥樣硬化關鍵特征——泡沫細胞的形成。

• 保護DNA，延緩細胞衰老：該平臺能保護內皮細胞免受ROS誘導的DNA損傷，下調衰老相關基因p53和p21的表達，并減少衰老相關β-半乳糖苷酶陽性細胞，顯示出顯著的抗衰老效應。

體內驗證：精準靶向與顯著療效

多功能納米平臺在 APOE?/? 小鼠體內靜脈注射后的藥代動力學、生物分布及斑塊靶向功效

在載脂蛋白E基因敲除（ApoE-/-）動脈粥樣硬化模型小鼠中，該納米平臺顯示出良好的轉化潛力：

• 長循環與靶向蓄積：中性粒細胞膜涂層賦予了其“隱身”功能，使其血液循環半衰期延長至14.69小時，遠超未包裹的納米顆粒。體內成像顯示，USPB@SeDMSN@NM能主動靶向并在主動脈斑塊部位特異性蓄積。

• 有效抑制斑塊進展：治療后，小鼠主動脈的斑塊總面積顯著減少。組織學分析進一步顯示，治療組的斑塊內壞死核心減小，巨噬細胞浸潤減少，膠原含量增加，且與斑塊不穩定性相關的基質金屬蛋白酶-9表達下調，表明斑塊趨于穩定。

• 良好的生物安全性：降解實驗表明，其二氧化硅骨架可在體內緩慢生物降解。血液學、血生化及主要器官病理學檢查未發現明顯毒性，顯示出良好的生物相容性。

靜脈給藥的 USPB@SeDMSN@NM 在動脈粥樣硬化小鼠中的治療效果

USPB@SeDMSN@NM 通過清除ROS和延緩細胞衰老來改善斑塊形成

研究意義與未來展望

該研究成功構建了一種仿生、多功能集成的新型納米治療平臺。它通過模擬天然酶系統的空間組織和級聯催化原理，結合細胞膜的主動靶向能力，實現了對動脈粥樣硬化復雜病理環節（氧化應激、炎癥、細胞衰老）的協同干預。不僅為動脈粥樣硬化的靶向治療提供了一種強有力的新策略，也為設計用于其他炎癥性疾病的高效納米酶平臺提供了創新思路，展現了轉化醫學與精準診療領域的廣闊前景。

https://www.nature.com/articles/s41392-026-02598-4

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