Chinese Journal of Tissue Engineering Research ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (34): 7431-7438.doi: 10.12307/2025.713
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Wu Qingyun1, 2, Su Qiang1
Received:
2024-09-02
Accepted:
2024-10-16
Online:
2025-12-08
Published:
2025-01-17
Contact:
Su Qiang, MD, Professor, Jiangbin Hospital of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning 530021, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
About author:
Wu Qingyun, Master’s degree, Jiangbin Hospital of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning 530021, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China; Guilin Medical University, Guilin 541004, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
Supported by:
CLC Number:
Wu Qingyun, Su Qiang. Antioxidant nanomedicine-mediated targeted therapy for myocardial ischemia-reperfusion injury[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(34): 7431-7438.
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2.2 心肌缺血再灌注损伤与氧化应激的关系 心肌缺血再灌注损伤的生理病理机制包括氧化应激、钙超载、细胞自噬、焦亡、内质网应激、细胞凋亡等,其中氧化应激在心肌缺血再灌注损伤相关的细胞死亡中发挥着重要作用,被认为是心肌缺血再灌注损伤的主要机制[10]。氧化应激是生物体无法对体内产生和积累的氧自由基进行解毒而导致的一种现象,与心血管疾病的发病机制密切相 关[11],是心肌缺血再灌注损伤侵袭心脏的重要机制之一,也是心肌缺血再灌注损伤干预策略研究的一个重点。活性氧是指氧自由基和氧的非自由基衍生物,如激发氧分子、单线态氧、超氧阴离子、羟自由基和过氧化氢等,是由于紫外线或X射线等环境因素或人体细胞正常代谢过程而形成的活性化学物质,是调节细胞增殖、分化和凋亡的重要细胞信号分子,在人类生活中发挥着至关重要的作用[12-13]。为了消除活性氧,体内的抗氧化能力起着关键作用。正常情况下,人体维持着氧化与抗氧化平衡状态,此平衡一旦失衡便会触发氧化应激反应,该反应可损害细胞膜结构,破坏线粒体呼吸链的正常运作,导致蛋白质、糖类及核酸等关键生物分子的结构受损,进而引发细胞功能异常。氧化应激可在心肌缺血和心肌梗死后重塑过程中对心脏损伤产生显著影响。活性氧是心肌缺血再灌注损伤的特殊驱动因素,而再灌注产生的活性氧可进一步导致心肌组织损伤[14]。当氧化应激被激活时会产生大量的活性氧,吸引更多的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶与之反应,生成过氧化氢并将其清除,并进一步生成羟基自由基和硝基自由基,而未清除的活性氧则与磷脂膜、膜蛋白和脱氧核糖核酸氧化,破坏细胞的结构和功能,同时产生大量丙二醛,导致细胞死亡,进一步加重心肌损伤,诱发心肌缺血再灌注损伤。因此,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和丙二醛常被用作氧化应激反应程度的指标,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶水平的降低表明体内抗氧化应激反应的减弱,而丙二醛的升高则意味着氧化应激反应的加剧以及由此导致的膜损伤。 心肌缺血会引发缺氧状况,进而影响电子传递链功能,导致三磷酸腺苷生成减少,促使细胞转向无氧代谢途径,从而进一步削减了三磷酸腺苷和抗氧化剂的生成。与此同时,由于抗氧化剂的产生减少,活性氧的产生相对增多了。此外,由于三磷酸腺苷水平较低,大量次黄嘌呤积聚,黄嘌呤脱氢酶取代黄嘌呤氧化还原酶,从而诱导次黄嘌呤在转化为尿酸的过程中形成活性氧,最终导致氧化环境进一步恶化。再灌注后,随着氧气的进入,次黄嘌呤发生氧化反应生成尿素和过氧化氢,然后产生大量的活性氧[15];同时,硝基氧化酶通过激活多种细胞因子发挥作用,在缺血再灌注过程中产生超氧化物和过氧化氢,造成细胞损伤。在缺氧状态下,氧化应激将四氢生物蝶呤氧化为醌类二氢生物蝶呤,诱导一氧化氮合酶解耦,从而产生活性氧,而活性氧数量的增加会进一步导致心肌缺血再灌注损伤加重,在这种病理状态下,细胞内的酶进入血液循环,表现为血清心肌酶水平的异常升高,证实了心肌损伤的发生[16]。 2.3 活性氧的产生途径 活性氧的产生途径多种多样,包括线粒体呼吸链、酶促反应、钙离子超载、线粒体通透性转换孔等,这些途径共同维持着细胞内活性氧的动态平衡,对细胞的正常生理功能具有重要意义。 2.3.1 线粒体电子传递链 心肌缺血再灌注损伤时产生活性氧的一个主要原因是线粒体电子传递链复合物。正常情况下,底物利用会产生还原剂,如烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氢化物和黄素腺嘌呤二核苷酸,这些还原剂会向复合体Ⅰ和复合体Ⅱ提供电子,分别形成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸;电子沿着线粒体电子传递链运动,最终在复合体Ⅳ中将氧分子还原成水分子[17]。然而在心肌缺血再灌注损伤时,这一精细调控的电子传递过程会受到严重干扰,由于缺血期间氧气供应不足,线粒体功能受损,导致线粒体电子传递链复合物活性降低,特别是复合体Ⅳ的功能受限,使得电子传递链的末端氧化反应受阻。此时,本应传递至复合体Ⅳ的电子逐渐累积在上游的复合体,特别是积聚在复合体Ⅰ和复合体Ⅲ处,与氧分子直接反应,从而产生大量超氧阴离子,超氧阴离子随后可以通过一系列反应转化为其他更具破坏性的活性氧,如过氧化氢、羟自由基等[18-20]。在再灌注阶段往往会导致活性氧爆发,因为大量氧分子随血液进入缺血组织,与泄漏的电子结合生成超氧阴离子等活性氧,进一步破坏线粒体膜结构,影响线粒体电子传递链各复合体的功能[21-22]。因此,心肌缺血再灌注损伤时线粒体电子传递链复合物的功能障碍是活性氧大量产生的重要原因之一,这一过程加剧了组织的损伤和细胞死亡,是心血管疾病中亟待解决的关键问题之一。 2.3.2 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸家族酶 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸是心肌缺血再灌注损伤期间产生活性氧的主要因素,利用还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸或还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸作为电子供体,从氧分子还原成超氧阴离子和过氧化氢[23]。迄今为止,已经发现了7种还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶同工酶,即烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸1-5和双氧化酶1、双氧化酶2。 其中,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸2和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸4是心肌细胞中存在的主要同工酶,它们会被多种刺激(如细胞因子、机械拉伸、生长因子、营养剥夺、代谢物)和G蛋白偶联受体激动剂(如血管紧张素Ⅱ和内皮素1)激活。不同亚基对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的激活会导致产生各种类型的活性氧。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸2位于肌浆膜,产生超氧阴离子,而烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸4位于细胞内膜区,主要产生过氧化氢[24-26]。因此,抑制烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸2和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸4的表达可减少活性氧的生成,从而改善心肌缺血再灌注损伤。 2.3.3 超氧化物歧化酶 超氧化物歧化酶是一种在生物体内广泛存在的抗氧化酶,主要功能是催化超氧阴离子转化为过氧化氢和氧分子,从而有效清除体内的自由基。超氧化物歧化酶作为酶抗氧化系统的重要组成部分,在体内平衡氧化应激的反应过程中起着无可替代的作用[27]。在正常情况下,由超氧化物歧化酶等内源性抗氧化酶和小分子组成的抗氧化系统可维持氧化还原平衡;相反,当过量的活性氧产生超过内源性抗氧化系统的消除能力时,从而引起氧化应激[28-29]。增强超氧化物歧化酶活性可降低活性氧的产生,从而减轻心肌缺血再灌注损伤期间的线粒体损伤并抑制细胞凋亡[30]。 2.3.4 内皮型一氧化氮合酶 内皮型一氧化氮合酶是内皮细胞中的一种重要酶类,主要催化L-精氨酸生成一氧化氮和L-瓜氨酸。在正常生理条件下,内皮型一氧化氮合酶生成的一氧化氮对维持血管稳态、调节血管张力和促进内皮细胞功能具有重要作用。一氧化氮能够抑制血小板聚集、黏附和平滑肌细胞增殖,从而保护血管内皮免受损伤[31];此外,还能够与超氧阴离子等活性氧反应生成过氧亚硝基阴离子,从而减少活性氧对细胞的损伤,这种相互作用有助于维持细胞内的氧化还原平衡[32]。四氢生物蝶呤是内皮型一氧化氮合酶的重要辅因子,对于维持内皮型一氧化氮合酶的正常功能和防止其解偶联具有重要作用。当四氢生物蝶呤水平降低时,内皮型一氧化氮合酶容易发生解偶联并产生活性氧[33]。然而,氧化应激能够氧化四氢生物蝶呤辅因子,并导致内皮型一氧化氮合酶解偶联,这一过程会产生更多的活性氧并抑制一氧化氮的合成。一氧化氮减少会诱导内皮细胞凋亡,损害内皮完整性。另外,炎症细胞发生黏附和浸润,通过炎症反应不可避免地增加了活性氧的产生[34]。因此,可通过调节内皮型一氧化氮合酶的辅因子和抑制其解偶联来减少活性氧的生成,并保护内皮细胞免受损伤。 2.3.5 钙超载 钙超载现象指的是由于多种因素导致的细胞内钙离子浓度异常升高,从而导致细胞结构的破坏和功能代谢的失调。在正常生理状态下,细胞外钙离子浓度显著高于细胞内,为维持这种浓度梯度,细胞膜上装备有Na+/Ca2+交换器,通过每交换进入3个Na+的同时排出1个Ca2+至细胞外,以及细胞内肌质网对Ca2+的再摄取作用,共同维持细胞内低Ca2+环境[35]。然而在心肌缺血的情况下,随着缺氧时间的延长,心肌细胞转向无氧代谢模式,这一过程显著减少了三磷酸腺苷的生成,进而削弱了Na+/Ca2+交换器的功能,Ca2+无法被有效排出细胞外,同时缺氧还促进了组织内部无氧糖酵解过程的加剧,生成大量H+。细胞中过量的H+浓度会导致pH值下降,在这种情况下细胞膜上的H+/Na+交换器补偿机制被激活,以恢复pH值平衡。细胞内Ca2+浓度继续增加,导致钙超载。如果缺血心肌的血液灌注迅速恢复,细胞外液的pH值就会升高,细胞膜内外的H+ 浓度梯度也会增加,这会增强Na+/Ca2+交换器和H+/Na+交换器的活性,进一步加重钙超载。此外,Na+依赖于pH值调节机制,再灌注会进一步引起细胞内Na+积聚,从而激活Na+/Ca2+交换器活性,并通过转运体增加肌浆网中Ca2+的含量,导致肌浆网对Ca2+的摄取减少。整个过程进一步加剧了钙超载[36]。心肌细胞钙超载会损伤细胞膜和线粒体膜,产生大量自由基,诱导线粒体通透性转换孔开放,导致细胞死亡,不断加重心肌缺血再灌注损伤[37]。 2.3.6 线粒体通透性转换孔和活性氧诱导的活性氧释放 线粒体通透性转换孔是位于线粒体内膜上的一个非特异性通道,在缺血期间保持关闭,但在再灌注开始后迅速打开。细胞内三磷酸腺苷合成不足、活性氧诱导的氧化应激以及钙离子和磷酸盐积累会诱导线粒体通透性转换孔开放,早期再灌注过程中产生的氧自由基是线粒体通透性转换孔打开的主要激活剂,最终导致心肌细胞死亡[38]。活性氧可通过线粒体通透性转换孔的活性氧激活触发线粒体内的高浓度活性氧和其他促氧化剂迅速释放到细胞质中,形成活性氧的瞬时爆发,这种现象称为活性氧诱导的活性氧释放,这种爆发进一步加剧了细胞内的氧化应激水平,放大了氧化应激的效应[39]。 2.4 抗氧化纳米药物 纳米给药系统因纳米级尺寸而具有多种优势,这些优势得益于其独特的物理化学特性,特别是精细的尺寸设计和多样化的组成材料。纳米给药系统大多具有生物相容性,适用于输送疏水性和亲水性原料药并具有控释特性。此外,纳米给药系统还能改善封装原料药的吸收、分布、代谢、排泄和毒理学特征。以下分别阐述了受活性氧产生途径启发的几种抗氧化纳米药物的研究进展。 2.4.1 线粒体电子传递链保护抗氧化剂 在心肌再灌注过程中,线粒体电子传递链上的各种复合物活性受到抑制,导致持续产生过量的活性氧。因此,研发针对线粒体电子传递链具有保护作用的抗氧化剂,对有效治疗心肌缺血再灌注损伤具有重要的临床价值与意义。酪氨酸蛋白激酶2/信号传导及转录激活因子3信号通路可直接或间接调节参与线粒体电子传递链的多种酶类和转运蛋白的表达,从而影响线粒体电子传递链的活性[40]。槲皮素可通过激活缺氧/复氧心肌细胞模型中酪氨酸蛋白激酶2/信号传导及转录激活因子3信号通路来抑制细胞凋亡和氧化应激,然而槲皮素的低溶解度和首过代谢延长极大地限制了其临床应用,利用纳米载体递送槲皮素可以明显改善其局限性。有研究表明,将槲皮素负载于介孔二氧化硅纳米颗粒上可有效提高槲皮素对心肌的保护作用[41]。SS肽是一种能进入线粒体的抗氧化活性肽,能抑制心肌细胞线粒体呼吸链解偶联和活性氧的产生,保护三磷酸腺苷合成和线粒体功能,还能减少氧化应激下心肌细胞的凋亡。HD-Arg-Dmt-Ly-Phe-NH2(SS31)肽具有惊人的抗氧化特性,但其利用受到肽特性的限制,例如被蛋白酶破坏和快速代谢,将SS31装入二氧化硅纳米粒子进行递送可以减少多肽的降解。在心肌缺血再灌注损伤过程中,血管损伤和内皮下基质成分的暴露可导致血小板聚集到损伤部位,因此,通过包裹血小板膜可以实现靶向受损心血管部位的功能。基于以上特性,ZHANG等[42]设计并制备了一种新型纳米载体来靶向递送SS31,该载体被血小板膜包裹并将SS31肽加载到二氧化硅纳米粒子中,能有效靶向损伤的心肌细胞,在特定损伤部位释放药物,减少心肌梗死或心肌梗死引起的细胞凋亡,改善心肌功能,降低心肌细胞凋亡相关蛋白的表达水平。虽然以上研究表明线粒体电子传递链保护抗氧化剂的纳米药物可保护心肌缺血再灌注损伤,但线粒体电子传递链的抗氧化机制涉及多个环节和复杂的相互作用,其纳米药物可能无法全面覆盖所有相关的抗氧化途径,从而导致保护效果有限。另外,细胞内还存在多种其他抗氧化系统,纳米药物可能会干扰细胞内其他正常的氧化还原平衡状态,对细胞生理过程产生不利影响。 2.4.2 酶调节抗氧化剂 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸存在于心肌细胞的细胞质中,是调控细胞内氧化还原平衡的重要成分之一。在正常生理状态下,心肌细胞通过烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸等活性氧生成酶与超氧化物歧化酶等活性氧清除酶之间的协同作用,维持氧化还原状态的稳定。然而,在心肌缺血再灌注后,这种氧化还原平衡被打破,导致过量的活性氧无法清除。有研究表明,黄芩苷可能通过增加烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸4和内皮型一氧化氮合酶的表达水平,从而发挥抗氧化应激作用[43]。有研究以聚多巴胺修饰的沸石咪唑酸框架8为载体制备了黄芩苷纳米颗粒体系,体外实验结果表明黄芩苷纳米颗粒体系无细胞毒性,可抑制细胞凋亡、清除活性氧,并能显著增强缺氧/复氧心肌细胞模型中细胞活力的恢复;体内实验结果表明,黄芩苷纳米颗粒体系能明显缩小梗死面积、改善纤维化并改善心脏功能。黄芩苷纳米颗粒体系显著增强了黄芩苷在体外和体内缓解缺氧/复氧损伤的能力,为临床应用提供了一种前景广阔的给药系统[44]。 超氧化物歧化酶是一种抗氧化剂,可清除活性氧,因其内源性表达较低,外源性给药成为了一种有效的补充方式,但外源性给药因生理屏障、体内代谢和清除机制等因素的限制难以在心肌保留。利用一种新型纳米颗粒载体能延长外源超氧化物歧化酶的滞留,同时保留酶的功能。纳米颗粒封装的超氧化物歧化酶表现出与游离超氧化物歧化酶相似的酶活性,可在体外减轻心脏缺氧/复氧损伤中的活性氧损伤,并最大限度地保留在体内。在体外缺氧/复氧细胞模型中,与对照组相比,游离超氧化物歧化酶和纳米颗粒封装的超氧化物歧化酶均可减少活性氧、保持线粒体完整性并提高细胞活力;在体内缺氧/复氧损伤大鼠模型中,纳米颗粒封装的超氧化物歧化酶(荧光标记)可改善直接注射后的心肌内药物滞留,证明了纳米颗粒封装的超氧化物歧化酶减轻心肌缺氧/复氧损伤的潜力[45]。内皮型一氧化氮合酶生成的一氧化氮与心肌缺血再灌注损伤息息相关,但由于其半衰期极短且生物利用度低,因此,靶向和受控的一氧化氮释放对于治疗心肌缺血再灌注损伤至关重要。二氧化钛纳米管作为一种药物载体在医疗设备中得到了广泛应用。有研究人员通过负载铜作为催化剂,催化体内可再生内源性一氧化氮供体的分解,促进一氧化氮的产生,铜表面被多层聚多巴胺帽结构所修饰,这种独特的修饰方式不仅确保了一氧化氮的长期可控释放,还通过调整聚多巴胺的层数来精细调节一氧化氮的释放行为[46]。此举不仅有效避免了一氧化氮的突发性释放,还确保了铜离子和一氧化氮能够以稳定的方式持续释放,从而提升了整体系统的稳定性和效率。尽管纳米技术能够提高药物的靶向性,但针对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸家族酶、超氧化物歧化酶、内皮型一氧化氮合酶等的抗氧化剂纳米药物在体内的靶向效率仍受到多种因素的影响,例如,纳米颗粒的表面性质、尺寸、形状等都会影响其在体内的分布和靶向效果。因此,需要进一步优化纳米颗粒的设计,以提高其靶向效率和治疗效果。 2.4.3 钙离子通道调节抗氧化剂 AID肽是一种钙通道阻滞剂,可与L型钙离子通道的AID域结合抑制其激活。VIOLA等[47]使用线性树枝化聚合物递送AID 肽作为潜在的心肌损伤疗法,经过优化的树胶醇络合AID 肽促进了体外心脏对 AID 肽的吸收,并减少了心肌缺血。在急性心肌梗死的2 h治疗时间窗内,体内心脏摄取量达到最大。有研究表明,大蒜素通过抑制磷脂酰肌醇3-激酶介导的G蛋白偶联受体激酶2/磷脂酶C-γ/肌醇三磷酸受体信号通路,从而抑制钙离子超载诱导的心肌细胞凋亡,减少心肌缺血再灌注损伤小鼠的心肌梗死面积并改善心功能[48]。此外,大蒜素还可通过减少炎症因子释放、提升抗氧化酶活性、抑制细胞凋亡、促进血管生成等机制保护心肌免受缺血再灌注损伤[49-51]。然而,由于大蒜素的亲脂性和水溶性较差,因此在作为药物给药时的溶解度和生物利用度十分有限。水凝胶是一种聚合物,特点是聚合物骨架和亲水官能团通过共价键、离子键、氢键或物理缠结交联形成三维网络结构。由于水凝胶具有优异的生物相容性、可调节的理化性质以及同时包裹亲水性和疏水性药物的能力,在心肌修复方面显示出巨大的潜力[52]。最近的一项研究表明,应用负载大蒜素的智能水凝胶涂层有可能促进内皮细胞再生、抑制平滑肌细胞增殖、减轻血管周围的炎症反应,从而促进体内血管新生[53]。既往研究表明了Ca2+通道调节抗氧化剂对心肌缺血再灌注损伤治疗展现出积极的效果,但其在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程以及与钙离子通道和其他生物分子的相互作用机制目前尚不清楚,因此,在将来加强对钙离子通道调节纳米药物作用机制的基础研究,可有助于更准确地预测和优化药物的效果。 2.4.4 线粒体通透性转换孔抑制抗氧化剂 近年来随着纳米技术的发展,负载抑制线粒体通透性转换孔抗氧化剂的纳米药物在治疗心肌缺血再灌注损伤中取得了显著进展。这些纳米药物通过靶向线粒体将抗氧化剂精确递送至受损心肌细胞,抑制线粒体通透性转换孔的开放,从而减轻心肌缺血再灌注损伤。负载L-精氨酸的硒包被金纳米笼可提高线粒体膜电位,恢复三磷酸腺苷合酶活性,阻止活性氧生成,并防止一氧化氮氧化,而一氧化氮通过调节线粒体通透性转换孔的关闭来阻止活性氧释放[54]。PCM是通过噬菌体展示技术发现的一种心肌细胞靶向肽,可特异性识别心肌细胞表面的腱鞘蛋白X[55]。有研究发现,PCM修饰的负载L-精氨酸硒包被金纳米笼可实现心肌细胞靶向识别并增强细胞摄取,首先通过清除损伤心肌细胞中的活性氧,为一氧化氮的释放提供了合适的环境,并阻止其进一步氧化成过亚硝酸阴离子,然后,负载在金纳米笼中的L-精氨酸被释放出来,并在一氧化氮合酶的催化下产生一氧化氮,进而通过调节线粒体通透性转换孔的关闭来阻止活性氧的释放;在体内注射负载L-精氨酸硒包被金纳米笼可改善心肌功能、抑制心肌凋亡和纤维化,并通过维持线粒体功能和调节一氧化氮信号转导最终减轻大鼠的心肌缺血再灌注损伤[56]。环孢菌素A由于对线粒体通透性转换孔开放有明显的抑制作用,因此是用于心肌缺血再灌注损伤有前途的治疗药物。但是,由于环孢菌素A对其他正常器官和组织具有免疫抑制作用,因此其在心肌缺血再灌注损伤治疗中的应用受到限制[57]。SS31代表一种新型的线粒体靶向肽,一种靶向线粒体的Szeto-Schiller 肽修饰两亲聚合物,它可自组装成纳米胶束,用于负载环孢菌素A。将该纳米胶束封装到与可逆亚胺和硼酸酯键交联的pH值/活性氧双响应可注射水凝胶中,负载的纳米胶束从水凝胶基质中可控地释放,以响应缺血再灌注心脏的低pH值和高活性氧微环境,水凝胶中的硼酸酯消耗心脏微环境中的活性氧,并且线粒体靶向递送环孢菌素A可抑制线粒体介导的凋亡信号通路以防止心肌细胞凋亡,同时减弱线粒体活性氧输出,以降低胞质活性氧水平;此外,SS31还可以作为抗氧化剂消耗线粒体中的活性氧,在给予这种可注射水凝胶的心肌缺氧/复氧损伤大鼠模型中,纳米胶束的靶向释放可有效恢复线粒体和心脏功能[58]。 2.4.5 抗氧化剂纳米酶 纳米酶在治疗心肌缺血再灌注损伤中展现出巨大的潜力,这些纳米酶通过模拟天然酶的活性,具有高效的催化性能,能够清除体内过量的活性氧,从而减轻心肌细胞的氧化应激损伤[59]。有研究者们开发了一种源自金属有机框架的集成双金属纳米酶,以消除活性氧并减轻炎症反应,主要是通过将锰和铜嵌入卟啉中然后进行超声处理来合成的,可以模拟超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的级联活性,将氧自由基转化为过氧化氢,然后在过氧化氢的催化下分解成氧气和水,利用酶动力学分析和产氧速度来评估双金属纳米酶的活性,结果表明该纳米酶具有良好的超氧化物歧化酶样活性和过氧化氢酶样活性,可实现协同活性氧清除作用,为心肌损伤提供保护[60]。近来,另有研究者们研发了一种携带单铂原子的新型抗氧化剂纳米酶,与传统的铂簇中心相比,该纳米酶中单铂原子中心凭借其出色的协同效应和独特的金属电子特性,在活性氧消除方面性能更为优越,一系列体外与体内实验均证实该纳米酶能够有效中和活性氧、恢复细胞稳态,并阻断缺血再灌注损伤后细胞凋亡的进程,此外还表现出优异的生物相容性,这一特性使其成为极具潜力的临床应用候选材料[61]。不同类型的纳米酶具有各自独特的优势和应用前景,未来随着研究的深入和技术的不断成熟,这些纳米酶有望在心肌缺血等心血管疾病的临床治疗中发挥重要作用。"
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