活性氧(ROS)在细胞代谢过程中发挥着关键作用,它们作为细胞内主要的化学底物和细胞信号调节的次级信使。然而,人工设计纳米酶以产生ROS受到其催化效率低、毒性高以及非靶向消耗的限制。
基于此,2025年3月23日,哈尔滨工程大学杨飘萍、贺飞、丁鹤等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《Hetero-Trimetallic Atom Catalysts Enable Targeted ROS Generation and Redox Signaling for Intensive Apoptosis and Ferroptosis》的研究论文。
在此,作者设计了一种在交联聚磷腈中间层包覆的MIL-101(Fe)存在下,通过N和P表面配体锚定在稳定对称金字塔结构上的异金属三元单原子催化剂(TACs)。
这种三维网络结构的TACs,其铜(Cu)、钴(Co)和铁(Fe)异金属单原子均匀分散,能够有效定制活性位点以避免金属烧结,从而为ROS的大量产生提供足够的催化活性。
纳米囊泡膜有助于纳米酶的稳定积累,实现同源靶向、识别和内吞,有效解决了潜在的高毒性和非靶向缺陷。
因此,原位产生的ROS作为氧化还原信号,直接调节肿瘤微环境中的氧化应激。同时,ROS作为次级信使,干预谷胱甘肽过氧化物酶4、长链酰基辅酶A合成酶4以及半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶-3的信号通路,同时促进细胞凋亡和脂质过氧化调节的铁死亡途径,从而突显了TACs在生物医学领域的应用前景。
Hetero-Trimetallic Atom Catalysts Enable Targeted ROS Generation and Redox Signaling for Intensive Apoptosis and Ferroptosis, Advanced Materials, 2025.https://doi.org/10.1002/adma.202417198
