Angew. Chem. ：价态工程化的自级联抗氧化纳米酶用于炎症性肠病的治疗

目前，通过清除活性氧（ROS）的抗氧化治疗策略是一种高效且通用的治疗策略。具有多重抗氧化活性的纳米酶可以应对生物体内复杂的活性氧环境。然而，现阶段多重抗氧化活性的纳米酶存在缺乏设计策略以及多种活性之间往往呈现负相关性（难以同时达到最佳）的问题，这阻碍了纳米酶在治疗中的应用。

为了克服这些困难，近日，南京大学魏辉教授课题组以尖晶石氧化物ZnMn₂O₄为模型，通过价态工程策略探索八面体位点上的Mn元素的作用，发现其多重抗氧化活性均与Mn⁴⁺含量呈正相关性。因此，通过该策略，构建了一种自级联抗氧化纳米酶LiMn₂O₄，并在细胞水平和炎症性肠病（IBD）模型中验证了其功效。

图一锰基尖晶石氧化物的价态工程策略用于设计自级联抗氧化纳米酶增强IBD治疗

尖晶石氧化物结构式为AB₂O₄(其中A占据四面体位点，B占据八面体位点)，该调控策略通过Li掺杂ZnMn₂O₄(正型)探究Zn_1-xLi_xMn₂O₄的多重类酶活性的变化。结果该模型材料的多种活性（类SOD、类CAT、类GPx）显示出随掺杂量同时逐渐增高的趋势，XPS的进一步分析揭示了类酶活性与Mn⁴⁺的相关性。基于价态调控的策略，LiMn₂O₄在类SOD、类CAT、类GPx等活性上均取得最佳效果，基于几种酶反应间的串联催化，得到了最佳的自级联抗氧化纳米酶。

图二纳米酶多种抗氧化类酶活性与Mn价态之间的关系

在体外研究的基础上，LiMn₂O₄的杰出抗氧化效果在细胞水平和小鼠的炎症性肠病中得到了验证。相比初始的模型材料ZnMn₂O₄，在细胞水平上LiMn₂O₄体现出更显著地清除ROS的能力，此外特异性荧光探针也验证了LiMn₂O₄对细胞水平上超氧自由基、双氧水和羟自由基的调节能力；在动物实验上LiMn₂O₄展现了良好的治疗效果，尤其是在剂量上体现了明确的剂量优势。

这项研究不仅为多重抗氧化纳米酶的设计提供了参考价值，而且拓宽了多重抗氧化纳米酶的生物医学应用潜力。

图三纳米酶在炎症性肠病中的治疗效果

论文信息

A Valence-Engineered Self-Cascading Antioxidant Nanozyme for the Therapy of Inflammatory Bowel Disease

Quan Wang,Chaoqun Cheng,Sheng Zhao,Quanyi Liu,Yihong Zhang,Wanling Liu,Xiaozhi Zhao,He Zhang,Jun Pu,Shuo Zhang,Huigang Zhang,Yan Du,Hui Wei

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202201101