转自：生物谷家庭乱伦电影

著述解读+创新点拓展，为您带来科研新体验～

导读

特应性皮炎（AtopicDermatitis，AD）是一种常见的慢性炎症性皮肤病，给患者带来极大的形体不适与激情压力。传总揽疗技艺每每伴跟着反作用或疗效欠安的问题。近期，一项发表于JOURNALOFTHEAMERICANCHEMICALSOCIETY的磋商Dual-SiteBiomimeticCu/Zn-MOFforAtopicDermatitisCatalyticTherapyviaSuppressingFcγR-MediatedPhagocytosis，展示了一种新颖的双位点仿生铜锌金属有机框架（Cu/Zn-MOF），通过扼制Fcγ受体介导的吞吃作用信号来缓解AD症状。这项磋商不仅为AD的诊疗提供了新的想路，还可能开启纳米材料在皮肤疾病诊疗限制的全新篇章。

磋商配景

跟着对AD发病机制领悟的深远，东说念主们迟缓意志到活性氧（ROS）水平升高是导致病情加剧的重要身分之一。超氧化物歧化酶（SOD）算作体内撤消ROS的第一齐防地，在转念免疫反应方面起着至关紧迫的作用。然则，由于SOD本人脾气遣散了其径直应用于临床的可能性，寻找具有雷同功能但更易于法子和使用的替代品成为现时磋商热门。本磋商中所忽视的Cu/Zn-MOF师法了自然铜锌超氧化物歧化酶（CuZn-SOD）结构特色，并展现出权贵的抗氧化性能。

磋商想象与收尾

磋商东说念主员想象并合成了一种具备四种酶样活性的Cu/Zn-MOF材料。通过一系列体表里推行考证了该材料或者有用缩短角质造成细胞内的ROS水平，从而拖沓氧化应激现象下的挫伤。更紧迫的是，在小鼠模子中不雅察到Cu/Zn-MOF比常用的强效皮质类固醇药物更能有用地防患机械挫伤、减少经皮水分流失以及扼制炎症反应，同期保执考究的生物安全性。

图1：双位点仿生Cu/Zn-MOF诊疗AD的应用默示图

磋商者发现Cu/Zn-MOF通过师法自然铜锌超氧化物歧化酶（CuZn-SOD）的结构和功能，具备多种抗氧化酶样活性，或者有用撤消皮肤细胞内的活性氧（ROS）。此外，Cu/Zn-MOF还能扼制Fcγ受体介导的吞吃信号通路，从而减少炎症反应。这些脾气使得Cu/Zn-MOF或者在局部应用时权贵拖沓AD引起的皮肤炎症、红斑和瘙痒等症状，为AD的诊疗提供了一种新的高效且低反作用的技艺。

图2：Cu/Zn-MOF的制备和表征

随后，磋商东说念主员通过将铜离子引入由锌离子和二甲基咪唑在室温下自拼装造成的金属有机框架中，顺利合成了具有菱形十二面体结构的Cu/Zn-MOF纳米颗粒。透射电子显微镜（TEM）图像夸耀这些纳米颗粒均匀分散且形状规整。高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）及元素映射标明C、N、Zn和Cu元素在Cu/Zn-MOF中均匀漫步。X射线光电子能谱（XPS）检测到Zn和Cu的特征峰，进一步阐发了Cu/Zn-MOF的顺利构建。

此外，氮气吸附-脱附等温线和孔径漫步弧线夸耀Cu/Zn-MOF具有高达1753.72m²/g的大比名义积，况且具备微孔和介孔结构，有益于金属活性位点的裸露。选区电子衍射（SAED）图案与模拟的ZIF-8晶体结构一致，标明Cu/Zn-MOF具有考究的单晶性质。这些表征收尾共同评释了Cu/Zn-MOF的高质料合成及其优异的物理化学性能。

图3：用XAFS法对Cu/Zn-MOF进行了结构表征

通过X射线摄取缜密结构（XAFS）分析揭示了Cu/Zn-MOF中Cu和Zn位点的原子结构。XANES光谱夸耀，Cu/Zn-MOF中的Cu和Zn的价态接近+2。EXAFS分析进一步标明，Cu和Zn在Cu/Zn-MOF中均以单原子分散现象存在，且分辨与4个氮原子配位，造成Cu-N4和Zn-N4结构，其中Cu-N和Zn-N的键长分辨为1.97Å和2.06Å。这些收尾与自然铜锌超氧化物歧化酶（CuZn-SOD）中的金属中心结构同样，阐发了Cu/Zn-MOF顺利师法了CuZn-SOD的双金属活性中心。

家庭乱伦电影

图4：Cu/Zn-MOF撤消ROS活性的磋商特征

随后通过一系列体外推行，磋商东说念主员评估了Cu/Zn-MOF的超氧化物歧化酶（SOD）样活性、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）样活性、硫醇过氧化物酶（TPx）样活性和抗坏血酸过氧化物酶（APx）样活性。收尾夸耀，Cu/Zn-MOF在不同浓度下均阐明出权贵的SOD样活性，况且在GPx样活性测试中，Cu/Zn-MOF组产生的黄色TNB昭彰少于对照组和Zn-MOF组。

此外，Cu/Zn-MOF还能有用促进H₂O₂与GSH或半胱氨酸反应，夸耀出优异的TPx样活性。在APx样活性测试中，Cu/Zn-MOF或者权贵缩短抗坏血酸（AsA）的摄取值，标明其具有高效的H₂O₂剖析才能。这些收尾共同阐发了Cu/Zn-MOF具备多重抗氧化酶样活性，或者在多个层面上聚会消费ROS，从而有用缓解氧化应激。

图5：通过DFT想象笃定了Cu/Zn-MOF的类SOD反应的机理

紧接着通过密度泛函表面（DFT）想象揭示的Cu/Zn-MOF模拟超氧化物歧化酶（SOD）样反应机制。想象收尾标明，Cu/Zn-MOF中的Cu和Zn位点之间的距离为5.98Å，与自然CuZn-SOD中的6.3Å相配接近。DFT想象进一步揭示了Cu/Zn-MOF催化超氧阴离子（O₂⁻）剖析的具体旅途，包括*OOH吸附、*OOH剖析生成*OH和O₂，以及最终开释H₂O₂的历程。摆脱能弧线夸耀，Cu/Zn-MOF催化的SOD样反应具有最低的摆脱能障蔽（0.108eV），权贵低于单独的Cu-MOF（0.275eV）和Zn-MOF（0.131eV）。这些收尾标明，Cu/Zn-MOF在结构和功能上顺利地师法了自然CuZn-SOD，况且具有更高的催化遵循。

图6：Cu/Zn-MOF在细胞水平上抗氧化应激的脾气磋商

磋商东说念主员通过构建模拟特应性皮炎（AD）的体外炎症模子，发现Cu/Zn-MOF或者权贵缩倏得炎因子TNF-α和IFN-γ指挥的角质造成细胞中IL-4和IL-33等炎症介质的抒发。哄骗共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）和流式细胞术检测，收尾夸耀Cu/Zn-MOF处理后的细胞内活性氧（ROS）水平昭彰下落，标明该材料或者有用撤消细胞内的ROS，从而保护角质造成细胞免受氧化应激挫伤。这些收尾进一步阐发了Cu/Zn-MOF不仅具有出色的抗氧化性能，还能权贵扼制炎症反应，为诊疗AD提供了有劲的撑执。

图7：Cu/Zn-MOF可改善体内AD样表型

紧接着，磋商东说念主员通过MC903指挥的小鼠AD模子，评估了不同浓度的Cu/Zn-MOF对皮肤病变的影响。收尾夸耀，Cu/Zn-MOF权贵改善了AD样皮肤病变的外不雅，减少了耳部厚度和局部EASI评分，况且与激素类药物卤米松（HS）比较具有同样或更优的效果。组织学分析进一步夸耀，Cu/Zn-MOF或者缓解MC903引起的表皮增厚、过度角化/碎裂化、真皮炎症细胞浸润以及毛细血管膨胀/充血等病理变化。此外，免疫组化染色标明，Cu/Zn-MOF处理后，TSLP、pSTAT3和NF-κBp50阳性细胞数目昭彰减少，同期Th2型细胞因子IL-4和IL-13的抒发水平也权贵缩短。这些收尾共同阐发了Cu/Zn-MOF在拖沓AD症状和扼制炎症反应方面的不凡疗效。

图8：Cu/zn-MOF诊疗的小鼠病变的转录谱分析

磋商者通过RNA测序决然了数百个各别抒发的mRNA，并通偏激山图直不雅地展示了这些变化。进一步的GO和KEGG通路富集分析揭示了这些各别抒发基因主要参与了中间丝、谨防反应、GTP酶活性、细胞外区域及多种炎症和感染相关通路。具体而言，Cu/Zn-MOF处理后，一些重要的炎症介质如Mmp10、Mmp3等的抒发权贵下调，而抗氧化基因Sod2、Gpx4和Cat的抒发则规复肤浅水平。这些收尾标明，Cu/Zn-MOF或者通过转念多个炎症和氧化应激相关基因的抒发，有用缓解AD引起的皮肤炎症和挫伤。

图9：FcγR介导的吞吃作用的重要门道的决然和检测

终末，磋商东说念主员发现Cu/Zn-MOF处理后，抗氧化基因如Sod2、Gpx4和Cat的抒发权贵上调，而与FcγR介导的吞吃作用相关的FcγRIIB、SHP-1和SHIP-1卵白及mRNA水平也取得规复。Westernblot和RT-qPCR分析进一步阐发了这些变化。此外，免疫组化收尾夸耀，肤浅皮肤中的FcγRIIB抒发昭彰高于AD病变区域，而Cu/Zn-MOF处理或者有用增多AD病变区域的FcγRIIB抒发。这些收尾共同标明，Cu/Zn-MOF通过扼制FcγR介导的吞吃信号通路，减少了活性氧（ROS）的蓄积，从而拖沓了AD引起的炎症反应。

拓展延长

除了在特应性皮炎诊疗中的权贵效果外，双位点仿生Cu/Zn-MOF以及雷同的纳米材料还在多个科研限制展现出世俗的应用后劲。这些材料不仅具有专有的物理化学性质，而且或者模拟自然酶的功能，为处理多种生物医知识题提供了新的处理决策。

1.抗氧化与抗炎诊疗

Cu/Zn-MOF的多重抗氧化活性使其成为一种生机的抗氧化剂，不错应用于其他由氧化应激引起的疾病中，如心血管疾病、糖尿病并发症及神经退行性疾病等。此外，其扼制炎症信号通路的才能也意味着它可能对各式炎症性疾病有用，举例枢纽炎和哮喘。

2.药物寄递系统

纳米材料因其尺寸小、名义积大等特色而被世俗磋商算作药物载体。通过名义修饰或里面结构想象，Cu/Zn-MOF不错装载并控释特定药物，从而普及药物疗效并减少反作用。这使得它们止境适用于癌症化疗药物、基因疗法载体等限制。

3.生物成像与会诊

某些纳米材料由于具备考究的光学或磁学脾气，可用于生物成像与会诊。举例，通过引入荧光秀雅或其他显影剂，Cu/Zn-MOF不错在细胞水平上罢了精确定位和可视化跟踪，有助于早期疾病的检测和监测。

4.组织工程与再生医学

纳米材料还不错用作支架材料，在组织工程中促进细胞滋长和分化。Cu/Zn-MOF的多孔结构和可控的降解速度使其成为潜在的优良骨建树材料。同期，它们也不错用来制造东说念主工器官或皮肤替代品，以撑执再生医学的发展。

5.智能反馈材料

一些纳米材料不错左证外界条目（如pH值、温度、光照）变化而改变本人性质，这种智能反馈脾气使其在传感器、智能纺织品及自愈合材料等方面有着宽敞的应用远景。

临床应用与瞻望

要而论之，双位点仿生Cu/Zn-MOF不仅在特应性皮炎诊疗中展示了巨大的后劲，而且其专有的性能也为其他限制的科学磋商和技艺发展带来了新的机遇。跟着相关技艺的持续超越和完善，咱们有原理确信，这类基于纳米技艺的创新决策将在昔日阐明愈加紧迫的作用，并造福于东说念主类健康和社会福祉。

咱们但愿向宏大医疗职责者及科研东说念主员传达最新的科学磋商恶果及其潜在应用价值，同期也饱读动大家连续探索更多创新性的处理决策，共同鼓舞医学限制上前发展。

注：本文旨在先容医学磋商进展，不作念诊疗决策推选。如有需要，请商议专科临床医师。

参考文件：

HuangF，LuX，KuaiL，RuY，JiangJ，SongJ，ChenS，MaoL，LiY，LiB，DongH，ShiJ.Dual-SiteBiomimeticCu/Zn-MOFforAtopicDermatitisCatalyticTherapyviaSuppressingFcγR-MediatedPhagocytosis.JAmChemSoc.2024Feb7;146(5):3186-3199.

（转自：生物谷）家庭乱伦电影