纳米酶及其细胞活性氧调控

随着纳米技术的不断进步，人们逐渐开发出能够模拟天然抗氧化酶催化活性的无机纳米材料。这些纳米材料能够模拟过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶等天然酶的催化过程，从而调控细胞的氧化还原水平。作为纳米酶，它们的催化活性不仅像天然酶那样受pH、温度以及底物浓度的控制，同时又与无机纳米材料自身的独特性质有关，如不同尺寸、形状、表面修饰或者晶面等都会影响它们的催化效果。此外，这些纳米酶的催化机理也不尽相同，如基于化合物中的金属在不同价态之间的转换、作为H2O2与底物之间的电子传递介质或者与底物的吸附、活化以及电子传递有关……

当这些纳米酶进入细胞后，能够清除或者产生ROS，进而调控细胞的氧化还原水平。ROS在肿瘤细胞中的作用呈现两面性。与正常细胞相比，肿瘤细胞内的高水平ROS能够刺激癌基因的表达，对癌细胞的增殖、转移以及新生血管的生成有着重要的作用。然而，当肿瘤细胞内ROS过量，以至超过细胞死亡阈值时，又会抑制细胞的生长，促进肿瘤细胞凋亡。这提示我们，在进行癌症治疗过程中可以从ROS角度出发，既可以通过抗氧化剂来清除肿瘤细胞内高反应活性的ROS，降低细胞多药耐药性，达到治疗效果；也可以使用促氧化剂，使肿瘤细胞内ROS水平增加至超过死亡阈值，来达到杀伤肿瘤的目的。纳米酶的发现恰恰使其能够充当这些抗氧化剂或促氧化剂的角色，为肿瘤治疗提供一种新的诊疗原理与策略。

文章已在《生物化学与生物物理进展》杂志在线发表。DOI: 10.16476/j.pibb.2017.0460

董海姣,张弛,范瑶瑶,张薇,顾宁,张宇.纳米酶及其细胞活性氧调控[J].生物化学与生物物理进展,2018, 45(2): 105-117.