【背景介绍】
在生物有机体中，包含过氧化氢（H2O2）、羟基自由基（·OH）等的活性氧（ROS）处于正常水平时，在细胞信号传导、病原体防御和体内平衡起着关键的作用。然而，大量的ROS会通过引起脂质过氧化、蛋白质变性和DNA损伤而对细胞产生不利影响。这些不良反应可能导致炎症、癌症等许多人类疾病。基于这些原因，目前已经研究了多种纳米材料用于清除体内ROS，进而维持细胞内氧化还原平衡和保护身体免受氧化损伤。但是，大多数纳米清除剂不具有可移动性，只能消除清除剂附近的ROS，而不能主动去清处其他位置的ROS，降低了其清除效率。目前主要是通过增加清除剂的用量来提高清除效率，但同时会增大对细胞的毒性。可见增加纳米清除剂的剂量并不是最有效去除ROS的策略。因此，需要设计在需要的地方精确释放ROS清除剂以提高药物的利用率并最大限度地降低毒副作用。
【成果简介】
近日，中国科学院北化所的王铁研究员和北京化工大学的陈旭教授（共同通讯作者）联合报道了利用负载氯化血红素的介孔二氧化硅纳米粒子（hemin-MSNs）作为可移动的纳米粒子模型，用来清除细胞在氧化应激下内源性产生的ROS。其中，ROS是被氯化血红素催化分解，其产生的化学能为hemin-MSNs在细胞内移动提供了动力。文中制备了三种类型的hemin-MSNs，分别是负载血红素的固体介孔二氧化硅纳米粒子（hemin-SMSNs）、负载氯化血红素的厚壁介孔二氧化硅纳米粒子（hemin-TMSNs）和负载氯化血红素的窄壁介孔二氧化硅纳米粒子（hemin-NMSNs），通过系统的评估这些纳米材料的运动性能及其体外和体内抗氧化行为之间的关系。其中，Hemin-NMSNs在体外和体内均有优异的抗氧化效率。可移动的ROS清除剂降低了与高剂量血红素潜在毒性相关的安全性问题。该策略既可以扩展用于ROS清除剂的各种中空纳米颗粒的开发中，又可以用于调节ROS的清除效率和基于ROS的治疗剂的广泛应用中。研究成果以题为“Movable Hollow Nanoparticles as Reactive Oxygen Scavengers”发表在国际著名期刊Chem上。
