纳米酶驱动的催化疗法是一种能够治疗细菌生物膜感染创面的有效策略。然而,纳米酶材料的单一功能和有限的催化效率往往会限制其在伤口感染治疗中的有效性。有鉴于此,安徽医科大学王咸文教授制备了具有多种酶活性的CuCo2O4纳米花,其能够通过诱导类铜死亡型死亡以实现抗菌/抗生物膜治疗。
本文要点:
(1)CuCo2O4具有类过氧化物酶(POD-like)和类氧化酶(OXD-like)的双重酶活性,能够产生大量的•OH和O2•−。此外,CuCo2O4的类谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px-like)活性使其能够减少在创面微环境中过表达的GSH,从而增强活性氧物种(ROS)的治疗作用。随后,研究者通过以PEG4000为溶剂的水热法对CuCo2O4的形貌进行了修饰,使其暴露出更多的活性中心位点,以显著提高CuCo2O4的酶催化活性。
(2)体外实验结果表明,CuCo2O4对细菌形成的生物膜具有显著的破坏作用。在体内,CuCo2O4能够有效促进血管生成、胶原沉积和细胞增殖。转录组测序结果显示,细菌中ROS水平的升高会导致细胞膜损伤和代谢紊乱。此外,细菌中的Cu2+过载也会诱导脂质过氧化积累,破坏呼吸链和三羧酸(TCA)循环,最终导致细菌发生类铜死亡型死亡。综上所述,该研究设计了一种将多种类酶活性的协同作用与类铜死亡型死亡相结合的治疗策略,为治疗生物膜感染提供了一种新的有效方法。
Wenqi Wang. et al. CuCo2O4 Nanoflowers with Multiple Enzyme Activities for Treating Bacterium-Infected Wounds via Cuproptosis-like Death. ACS Nano. 2024
DOI: 10.1021/acsnano.4c02825
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c02825