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Angew. Chem. :具有抗衰老效能的级联纳米酶用于防治动脉粥样硬化2023-08-29
细胞衰老是一种不可逆的细胞周期停滞状态。内皮细胞的衰老被认为是动脉粥样硬化形成和成熟的关键驱动因素。减缓内皮细胞衰老有望治疗动脉粥样硬化。

在动脉粥样硬化斑块微环境中,衰老细胞与活性氧(ROS)相互作用,促进疾病发展。衰老细胞中高水平的ROS导致自身抗氧化防御系统被破坏,如天然抗氧化酶SOD和GPx表达减少。这两种抗氧化酶都已被证明具有抑制动脉粥样硬化发展的作用。但目前临床上还没有相关抗衰老药物用于动脉粥样硬化的预防和治疗。基于衰老细胞中被破坏的抗氧化防御系统以及ROS水平高的特点,南京大学魏辉教授课题组设计了一种具有抗衰老和抗氧化活性的级联纳米酶,通过补给级联纳米酶,抑制了内皮细胞衰老,清除了过量的ROS,减缓了动脉粥样硬化斑块的发展。该工作为动脉粥样硬化的防治提供了新的思路和方法。

 

 

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图1. 级联纳米酶MSe治疗动脉粥样硬化的作用机制示意图

作者通过在具有SOD酶活性的MIL-53(Fe)-NO2中掺入不同量的Se(具有GPx酶活性),成功合成了整合SOD和GPx活性的级联纳米酶MSex。通过比较体外抗氧化活性、抗细胞衰老能力、细胞保护能力以及生物安全性,筛选出了最优的MSe1用于后续实验。在体外细胞实验中,级联纳米酶MSe1显示出良好的抗血管内皮细胞衰老能力,以及优异的ROS清除能力。

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图2. MSe1体外抗细胞衰老和清除ROS的能力

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图3. MSe1体外抑制泡沫细胞形成的能力

在动脉粥样硬化形成过程中,巨噬细胞和内皮细胞吞噬由高水平ROS诱导形成的氧化低密度脂蛋白后形成泡沫细胞,进而加速斑块的形成。体外实验表明,级联纳米酶MSe1可以通过抑制细胞吞噬氧化低密度脂蛋白,减少泡沫细胞的形成,有利于动脉粥样硬化的防治。

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图4. MSe1对ApoE-/-小鼠的治疗效果

经过系统性评估MSe1级联纳米酶对于ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化的治疗效果,结果显示,MSe1较单一活性的Se和MIL-53(Fe)-NO2具有更好的动脉粥样硬化的治疗作用。级联纳米酶通过发挥抗细胞衰老以及抗氧化应激的能力,达到了稳定斑块、减少衰老细胞和组织氧化应激的效果。

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图5. 对MSe治疗后的ApoE-/-小鼠进行抗衰老和抗氧化疗效评估

文信息

Integrated Cascade Nanozymes with Antisenescence Activities for Atherosclerosis Therapy

Wanling Liu, Yihong Zhang, Gen Wei, Minxuan Zhang, Tong Li, Quanyi Liu, Zijun Zhou, Yan Du, Prof. Dr. Hui Wei

文章的第一作者是南京大学的博士研究生刘宛灵和博士研究生张益宏。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202304465

 

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