糖尿病及其缓慢并发症是一种严峻危害人类健康的缓慢疾病,已成为世界性公共卫生难题。糖尿病足溃疡(DFU)是糖尿病最常见和最严峻的并发症之一。据统计,DFU在我国年发病率高达8.1%,复发率为31.6%,居缓慢病因之首。现有的临床医治办法有药物、生物活性剂、高压氧医治、干细胞医治等。但是,这些疗法价格昂贵、功用单一、不成熟、操作繁琐。因而,开展一种低本钱、简略、有用的替代疗法关于改进糖尿病创伤愈合至关重要。
纳米酶是一类包含酶学特性的新式纳米资料,它可以打破天然酶本钱高、稳定性差以及难以贮存的限制,在生物医学、剖析传感、环境保护以及疾病医治等范畴具有宽广的使用远景。近年来,国内外研讨者环绕纳米酶优秀的物理化学特性,开展了多种针对糖尿病创伤愈合的纳米酶疗法,包含抗氧化纳米酶疗法、促氧化纳米酶疗法、兼具抗氧化和促氧化纳米酶疗法、根据纳米酶的联合疗法等。尽管上述疗法已取得了明显的医治效果,但纳米酶在医治功用多样性和效果方面仍存在较大提高空间。
例如,类葡萄糖氧化酶(GOx)经过催化葡萄糖氧化,发生H2O2和葡萄糖酸,下降血糖;类过氧化物酶(POD)经过催化H2O2分化,发生•OH,杀灭细菌。抗氧化纳米酶,如类超氧化物歧化酶(SOD)经过歧化反响,将O2•‒转化为O2和H2O2,铲除ROS;类过氧化氢酶(CAT)经过催化H2O2分化,生成氧气,缓解缺氧,促进细胞增殖和血管生成。
充分使用DFU微环境激活SOD-CAT级联反响,将过量的ROS转化,得到中心产品O2,处理GOx-POD级联反响O2缺乏的问题,然后提高全体催化功率,完结从ROS铲除、缓解缺氧、下降血糖到杀灭细菌的接连进程。此外,为了完全铲除DFU中的生物膜,促进创伤愈合,联合疗法也常常被用到。一氧化氮(NO)作为内源性L-精氨酸(L-arginine)在NO合酶(NOS)催化下发生的一种气体和内源性气体递质,可以终究靠调理引发炎症的细胞因子(例如,白细胞介素、单核细胞、嗜中性粒细胞),促进创伤愈合,一起经过转化为一氧化二氮(N2O3)的氧化副产品和过氧亚硝酸盐(ONOO-),形成生物膜分化,削减细菌粘赞同胞外聚合物(EPS)的发生,因而导致生物膜的全体损坏。
副教授在《ACS Nano》期刊上在线宣布了题为“Ultrasound-Augmented Multienzyme-like Nanozyme Hydrogel Spray for Promoting Diabetic Wound Healing”的研讨论文。该研讨使用透明质酸包裹精氨酸、超小金纳米颗粒和Cu1.6O纳米颗粒一起负载掺磷氮化石墨碳纳米片,开发了一种超声增强的多酶活性纳米酶水凝胶喷雾剂(ACPCAH)。这种纳米酶水凝胶喷雾剂具有五品种酶活性,包含类超氧化物歧化酶(SOD)、类过氧化氢酶(CAT)、类葡萄糖氧化酶(GOx)、类过氧化物酶(POD)和类一氧化氮合酶(NOS)。经过体外和体内试验均证明,这种纳米酶水凝胶喷雾剂可被DFU微环境激活,起到减轻炎症、缓解缺氧、下降血糖、促进血管生成、消除致病菌的效果,有用加快糖尿病创伤愈合。这项研讨建立了一种根据纳米酶多酶活性的新式疗法,可用于开发一体化的DFU疗法。
图1 多功用ACPCAH喷雾剂在多重耐药菌感染糖尿病创伤愈合中的使用。
论文榜首作者是青岛科技大学硕士研讨生商利敏,通讯作为为青岛科技大学朱之灵副教授。上述作业得到了国家自然科学基金和山东省自然科学基金支撑。