Adv Healthc Mater 天津医科大学孙少凯团队揭示一种非金属基纳米酶通过抑制ROS/TGF-β1通路缓解肺动脉高压

肺动脉高压(PH)是一种致命的心血管系统疾病，最终导致右心衰竭甚至死亡。PH影响着全球约1%的人口，在65岁及以上人群中的患病率显著升高，达到10%。经过治疗后，PH患者的3年生存率仍低于57%，这一数据甚至超过了许多恶性肿瘤的死亡率。因此，迫切需要探索新的治疗方法。

在PH进展过程中，活性氧(ROS)的生成显著增加，导致肺动脉平滑肌细胞增殖、DNA损伤、代谢异常及血管重塑。因此，使用各种抗氧化剂来清除ROS被视为减轻PH的一种有前景的策略。纳米酶是具有内在催化活性的纳米材料，类似于天然酶，具有催化性能、高稳定性和易于合成等优势。目前研究中只有两种金属基纳米酶被用于PH的治疗，虽然效果显著，但由于其外源性金属可能引发的毒性风险，限制了它们在PH治疗中的临床转化潜力。相比之下，非金属基纳米酶不含外源金属，具备更高的生物相容性，因此在生物医学领域的应用更为理想。

2024年8月18日，天津医科大学孙少凯教授团队在Adv Healthc Mater上在线发表了题为“A Non-Metallic Nanozyme Ameliorates Pulmonary Hypertension Through Inhibiting ROS/TGF-β1 Signaling”的研究论文，探究了一种非金属基纳米酶，黑色素-聚乙烯吡咯烷酮-聚乙二醇(MPP)纳米颗粒，通过抑制ROS/TGF-β1信号通路缓解PH。

首先，作者通过配位和自组装合成了超小黑色素-聚乙烯吡咯烷酮(MP)纳米颗粒，并用迈克尔加成反应修饰mPEG-SH合成了MPP纳米颗粒。结果表明，MPP纳米颗粒具有良好的单分散性、均匀的尺寸，且表现出优异的抗氧化能力。

为了探究MPP纳米颗粒对PH的治疗效果，作者建立了野百合碱(MCT)诱导的PH模型。通过血流动力学、组织形态学和分子生物学检测结果发现，MPP纳米颗粒治疗后，PH大鼠肺动脉血流加速时间延长、肺动脉管壁厚度降低、PCNA蛋白水平下调。这些结果表明，MPP纳米颗粒有效缓解了MCT诱导的PH。

随后，作者应用转录组学分析了MPP纳米颗粒发挥治疗作用的机制。转录组学结果显示， TGF-β1信号通路发生明显变化。与之相一致的是，应用MPP纳米颗粒治疗后，TGF-β1蛋白水平显著下降。以上结果提示，MPP纳米颗粒通过TGF-β1信号通路发挥作用。

综上所述，作者合成了一种具有抗氧化能力的非金属基纳米酶，MPP纳米颗粒，通过抑制ROS/TGF-β1信号通路缓解PH。

天津医科大学医学技术学院刘如霞博士、天津医科大学医学影像学院硕士生周婷、李欣晟为该论文的共同第一作者，天津医科大学医学影像学院孙少凯教授为该论文的通讯作者。该项研究获得天津市教委科研计划项目(2021KJ263)的支持。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202401909