梁继超副教授在纳米反应器方向取得新的进展

近日，湖北大学生命科学学院梁继超副教授、化学化工学院王升富教授及熊华玉高级实验师合作，在Chemical Engineering Journal (IF:13.273) 发表题为“Acidity-responsive cascade nanoreactor based on metal-nanozyme and glucose oxidase combination for starving and photothermal-enhanced chemodynamic antibacterial therapy”的研究论文。王彤瑶硕士为本文第一作者，梁继超、王升富和熊华玉为共同通讯作者，湖北大学为第一单位。

Scheme 1. Schematic illustration of CuPt-GOx-CaP nanoreactor in promoting diabetic wound healing through cascade processes for synergistic photothermal, starvation and chemodynamic therapy sterilization.

据IDF（国际糖尿病联盟）发布的《全球糖尿病地图》显示，至2021年，全球成人糖尿病患者已接近5.37亿，其中中国糖尿病患者有1.4亿，2021年全球糖尿病健康支出约9660亿美元。约15%的糖尿病患者会并发糖尿病足，控制不好极易产生糖尿病足部溃疡甚至截肢，严重影响患者生活质量。抗菌及增加血管生成将促进创面愈合，是目前糖尿病足的重要治疗手段。然而耐药菌的出现限制了糖尿病足的治疗，亟需开发新的抗菌疗法。纳米酶可以模拟氧化物酶、过氧化物酶及过氧化氢酶，其介导的仿酶催化可迅速产生大量活性氧，且可联合光热疗法，作为新型抗菌剂具有广阔的应用前景。

作者设计合成了一种酸响应、生物矿化的磷酸钙包裹的Cu₂O/Pt纳米反应器，该纳米反应器具有生物可降解性，可在近红外区成像，具有良好的光热效应，同时具有类氧化物酶、类过氧化物酶及类过氧化氢酶活性。利用这些特征，作者探索了其在成像指导下的光热联合化学动力抗菌方面的应用。体外实验结果显示，该纳米反应器可以催化葡萄糖产生双氧水及饥饿效应，双氧水进一步被催化产生羟自由基，联合光热效应表现出良好的抗革兰氏阳性及阴性菌的活性；此外，纳米反应器可缓慢降解并持续释放低浓度的铜离子，促进血管内皮细胞的增殖及迁移。体内动物实验结果显示，该纳米反应器可促进糖尿病大鼠感染创面愈合。分子机制研究进一步表明，该纳米反应器可消耗伤口微环境中的葡萄糖，促进伤口部位血管发生，改善局部缺氧，增加伤口部位胶原沉积从而加速创面修复。

该研究设计了一种高效低毒的多功能纳米反应器，有望促进纳米酶的应用研究，为解决细菌耐药及治疗糖尿病足提供了新的思路。本研究得到国家自然科学基金、药物高通量筛选技术国家地方联合工程研究中心开放基金的资助。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137172