第一作者：Bowen Yang

通訊作者：施劍林，王利新

通訊單位：中科院上海硅酸鹽研究所，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院

施劍林，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員，博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院院士，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)部委員。國家杰出青年基金獲得者（1996），教育部長江學(xué)者特聘教授（2008），國家級高層次領(lǐng)軍人才。以第一完成人獲國家自然科學(xué)二等獎一項(xiàng)（2011），另獲兩院院士評選中國十大科技進(jìn)展（2005）、中國青年科技獎、中科院青年科學(xué)家獎、上海市自然科學(xué)牡丹獎等科技獎勵。（信息來源：http://www.sic.ac.cn/kybm/skl/ryjg/yjy/sjl/）

王利新，男，現(xiàn)為復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院副院長、血管外科副主任、復(fù)旦大學(xué)血管外科研究所副所長、教授、博士生導(dǎo)師。主持863子課題、國家自然科學(xué)基金（4項(xiàng)）、教育部新教師基金、上海市科委自然基金等課題20項(xiàng)。（信息來源：https://baike.baidu.com/item/%E7%8E%8B%E5%88%A9%E6%96%B0/62592303?fr=ge_ala）

論文速覽

主動脈夾層（aortic dissection，AD）一種致命的心血管疾病，發(fā)病機(jī)制與活性氧（ROS）在主動脈中的過度表達(dá)密切相關(guān)，導(dǎo)致血管結(jié)構(gòu)損傷，最終可能引發(fā)大出血和猝死。目前，臨床治療AD的藥物在有效清除ROS方面效果不佳。本研究針對主動脈夾層（AD），提出了納米催化抗氧化的新概念，通過構(gòu)建具有仿生結(jié)構(gòu)的鈷（Co）納米催化劑，能夠高效且持續(xù)地清除病理性ROS。

理論計(jì)算顯示，該催化劑通過羥基Co(III)和氧代羥基Co(V)之間的氧化還原轉(zhuǎn)變，伴隨著內(nèi)層質(zhì)子偶聯(lián)的雙電子轉(zhuǎn)移，形成非締合活化催化循環(huán)，有效催化抗氧化反應(yīng)。這種仿生納米催化劑在AD區(qū)的高效抗氧化作用能夠顯著緩解氧化應(yīng)激，并通過促進(jìn)巨噬細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化，調(diào)節(jié)主動脈炎癥微環(huán)境，同時(shí)保護(hù)血管平滑肌細(xì)胞免受炎癥侵害，抑制AD的進(jìn)展。

圖文導(dǎo)讀

圖1：Co-ZIF-8納米催化劑的合成和催化機(jī)制，及其在AD納米催化抗氧化治療中的應(yīng)用。

圖2：Co-ZIF-8納米催化劑的表征。

圖3：Co-ZIF-8的配位環(huán)境和催化機(jī)制。

圖4：Co-ZIF-8對細(xì)胞抗炎效應(yīng)的研究。

圖5：Co-ZIF-8納米催化劑在體內(nèi)AD治療中的應(yīng)用。

總結(jié)展望

本研究成功構(gòu)建了具有高效催化抗氧化能力的仿生鈷納米催化劑Co-ZIF-8，為AD及其他心血管疾病的治療提供了一種新方法。通過密度泛函理論（DFT）計(jì)算，證實(shí)了催化劑的催化機(jī)制，并通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動物模型驗(yàn)證了其抗氧化和抗炎效果。Co-ZIF-8納米催化劑通過促進(jìn)M1型巨噬細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)變，上調(diào)DDIT4表達(dá)，抑制PI3K-Akt途徑，實(shí)現(xiàn)抗炎作用，同時(shí)保護(hù)血管平滑肌細(xì)胞免受ROS攻擊和炎癥損害。

在BAPN誘導(dǎo)的AD動物模型中，Co-ZIF-8納米催化劑顯著抑制了AD的進(jìn)展，顯示出良好的生物安全性和治療潛力。未來的研究將致力于提高納米催化劑對主動脈的靶向性，減少非特異性生物分布，以進(jìn)一步提高治療效果。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Biomimetic-Structured Cobalt Nanocatalyst Suppresses Aortic Dissection Progression by Catalytic Antioxidation

期刊：Journal of the American Chemical Society

DOI：10.1021/jacs.4c03344