我校在抗氧化納米酶治療肺纖維化領域取得新進展

近日，我校化工与质料学院纳米催化质料与应用团队在高效抗氧化纳米酶设计及肺纤维化治疗研究领域取得重要进展，相关研究结果以“Vanadium Carbide Nanosheets with Broad-Spectrum Antioxidant Activity for Pulmonary Fibrosis Therapy”为题发表在美国化学会纳米科学TOP期刊《ACS Nano》（ACS Nano, 2023, DOI: 10.1021/acsnano.3c06105），影响因子为17.1。

特發性肺纖維化(IPF)是一種慢性、高致死率的肺間質性疾病。大部门IPF病因不明，目前尚無治愈要领，患者中位生存時間僅3-5年。醫學界普遍認爲，肺纖維化的發生與氧化應激密切相關。因此，抗氧化治療被認爲是預防和減輕肺纖維化的有效战略。但是臨床研究讲明，天然抗氧化酶和有機小分子抗氧化治療效果並不理想，其原因可能在于它們在病理條件下的抗氧化效率和持久性均較低。近年來，人們發現一些納米质料，特別是納米酶（一類具有酶樣催化特性的納米质料），在特定條件下能夠産生或清除生物活性物種（如活性氧和氮物種），從而可以調節生物機體內氧化還原水平，爲癌症和氧化應激類疾病治療提供了納米方案。那麽，能否利用納米酶抗氧化活性治療特發性肺纖維化？這是一個很是值得研究但仍然研究不足的問題，其關鍵和難點在于設計合成高效抗氧化活性和良好生物相容性的納米酶质料。

針對上述問題，我校納米催化质料團隊何偉偉教授與河南大學黃永偉教授、中科院高能物理研究所王黎明研究員相助，借鑒二維單層金屬碳化物（MXene）富電子和催化特性，接纳插層剝離要领合成了高度疏散、超薄單/少層結構的V₄C₃納米片。受MXene易氧化特點啓發，通過控制V₄C₃自氧化水平來平衡V價態組成和外貌狀態，獲得了廣譜、高效和持久增強的抗氧化能力（是天然抗氧化劑AA和TA的幾到幾十倍）；提出了價態工程战略對V₄C₃納米片化學結構和生物物理活性的潛在調控機制，闡明了多種抗氧化路徑的協同作用。首次探索將MXene质料用于IPF治療，結果讲明V₄C₃具有抗炎、抗纖維化和重塑氧化應激水平的三重效應，從而顯著抑制肺部肌成纖維細胞增殖和ECM異常，對肺纖維化顯示出滿意的治療效果。此外，V₄C₃納米片具有良好的生物相容性和腎髒排泄能力，在用藥治療期間沒有發現對其他髒器的毒副作用。該研究爲高效抗氧化納米质料設計提供了新思路，也爲氧化應激相關疾病治療抗氧化藥物開發提供了新战略。

該研究获得了國家自然科學基金、中原科技創新領軍人才計劃和河南省高校科技創新團隊等項目的支持。我校2023屆聯培碩士研究生劉佺、任亞平（指導老師均爲何偉偉）爲該論文配合第一作者，何偉偉教授、河南大學黃永偉教授、中國科學院高能物理研究所王黎明研究員爲該論文的配合通訊作者。

附論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c06105