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单原子纳米酶(SAzymes)含有原子分散的活性位点,被视为天然酶的有效替代品。通过系统研究它们的多功能性,能够更深入地理解 SAzymes 的性质。然而,大多数SAzymes 的活性位点主要分布在表面,内部金属原子通常是非活化的。因此,开发低维度材料支持的SAzymes 是一种有效的策略,旨在减少其配位结构复杂度并提高活性原子的利用效率。这种策略不仅能增强SAzymes的催化效能,还能拓宽其在多种治疗模态的应用。目前,这一研究领域仍面临诸多挑战。 近日,南京邮电大学的范曲立教授与新加坡科技研究局的Lin Huihui博士等合作,开发了一种通过原位轰击-嵌入技术用于超快合成单原子纳米酶(SAzymes)。该研究团队成功合成了具有独特平面Cu-C3配位构型的溅射铜(Cu)单原子酶(CuSA)。为了提升对肿瘤的特异性靶向,研究团队采用了生物正交方法设计了预靶向纳米酶(CuSACO)。CuSACO不仅展现极低的脱靶毒性,还具备过氧化氢酶、氧化酶和过氧化物酶样的多酶活性,能够高效产生活性氧物种(ROS),从而有效破坏肿瘤细胞。此外,CuSACO在谷胱甘肽(GSH)存在环境中能释放Cu离子,引发 “铜死亡”,进一步增强其肿瘤治疗效果。CuSACO的光热特性也使其成为高效的光热治疗(PTT)工具。这种结合纳米酶催化活性、铜死亡和光热治疗的多模式作用机制有效诱导了细胞免疫原性死亡,激活免疫反应。单原子纳米酶通过其多种治疗模式的联合应用,显著地抑制了原位乳腺肿瘤和神经胶质瘤的生长,以及肿瘤细胞在肺部的转移。这项研究深入探讨了单原子纳米酶的多种潜在治疗模态,拓宽了SAzymes类酶行为和其它生理作用机制的探索及开发。
图1. 生物正交Cu单原子纳米酶 (CuSACO) 的联合治疗。 论文信息 Bioorthogonal Cu Single-Atom Nanozyme for Synergistic Nanocatalytic Therapy, Photothermal Therapy, Cuproptosis and Immunotherapy Prof. Luyan Wu, Dr. Huihui Lin, Xiang Cao, Qiang Tong, Dr. Fangqi Yang, Yinxing Miao, Prof. Deju Ye, Prof. Quli Fan 文章的通讯作者是南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室的范曲立教授和新加坡科技研究局的Lin Huihui博士,第一作者是南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室的吴鲁艳教授。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202405937
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