J Nanobiotechnology：中国学者发文金修饰铈纳米酶可预防和治疗缺氧诱发的肺动脉高压，酶活性和安全性大大提高

背景

尽管近年来在治疗肺动脉高压（Pulmonary Hypertension, PH）方面取得了一些进展，患者的预后仍然不容乐观。这种疾病的特征是肺动脉血压升高，最终会导致右心室衰竭和死亡。现有的治疗方法虽然可以在一定程度上减缓病情进展，但仍然缺乏有效的长期治疗手段，患者的生存率依然较低。因此，开发新的治疗方案以提高患者的生存率和生活质量至关重要。

研究表明，缺氧是导致肺动脉高压的一个重要因素。缺氧条件下，肺动脉平滑肌细胞（Pulmonary Artery Smooth Muscle Cells, PASMCs）增殖加速，导致血管重塑和肺动脉压力升高。同时，缺氧会引起体内氧化应激水平的显著增加，产生过量的活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS），这些ROS的积累进一步加剧了肺动脉高压的进展。因此，减少氧化应激被认为是防治肺动脉高压的重要策略之一。

近年来，氧化铈纳米颗粒（Cerium Oxide Nanoparticles, CeNPs）因其独特的抗氧化特性受到了广泛关注。CeNPs具有类似过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的催化活性，能够有效清除ROS，从而减少氧化应激的损害。然而，尽管CeNPs在体外实验中显示出显著的抗氧化作用，其在缺氧诱导的肺动脉高压中的具体作用及潜在治疗效果尚未得到充分验证。

研究目的

本研究的主要目的是开发一种新型的氧化铈纳米酶或纳米颗粒（AuCeNPs），并评估其在缺氧诱导的肺动脉高压模型中的治疗效果。我们假设，通过增强CeNPs的酶活性，AuCeNPs不仅能够有效减少ROS的产生，还能够调节细胞内钙浓度，抑制肺动脉平滑肌细胞的过度增殖，从而减轻肺动脉高压的症状。此外，我们还评估了AuCeNPs的安全性，以确保其在临床应用中的可行性。

研究结果

在本研究中，我们成功设计并合成了一种具有增强酶活性的AuCeNPs。实验结果表明，AuCeNPs显著减缓了缺氧条件下ROS的产生，并抑制了细胞内钙浓度的增加。这一现象在缺氧诱导的肺动脉高压模型中得到了进一步验证：AuCeNPs有效限制了肺动脉平滑肌细胞的增殖，并显著减轻了肺血管的收缩反应。这表明AuCeNPs能够通过多种机制共同发挥作用，从而减缓肺动脉高压的进展。

在大鼠模型中，我们进一步验证了AuCeNPs的治疗效果。实验表明，通过吸入雾化的AuCeNPs，不仅可以预防缺氧诱导的肺动脉高压的发生，还能够显著减轻已经存在的肺动脉高压症状。这一治疗效果与细胞外钙敏感受体（Calcium-Sensing Receptor, CaSR）活性和表达的增强密切相关，表明AuCeNPs可能通过调节钙信号通路发挥其保护作用。

值得注意的是，在我们进行的安全性评估中，吸入AuCeNPs并未对系统性动脉压、肝肾功能、血浆钙水平和其他血液生化指标产生显著影响。这表明，AuCeNPs具有良好的安全性和耐受性，为其潜在的临床应用奠定了基础。

结论

综上所述，本研究成功开发了一种新型的氧化铈纳米酶或纳米颗粒（AuCeNPs），其具有显著的抗氧化活性和肺动脉高压保护作用。与传统的CeNPs相比，AuCeNPs不仅能够更有效地清除ROS，还能够通过调节钙信号通路，抑制肺动脉平滑肌细胞的过度增殖，从而减轻缺氧诱导的肺动脉高压症状。此外，AuCeNPs的良好安全性使其成为一种有前景的治疗选择，未来有望应用于肺动脉高压的预防和治疗。

未来的研究将进一步探讨AuCeNPs的分子机制，以及其在其他氧化应激相关疾病中的潜在应用。通过这些努力，我们希望能够为肺动脉高压患者带来新的治疗希望，并为氧化应激相关疾病的治疗开辟新的路径。

原始出处：

Xiao R, Liu J, Shi L, Zhang T, Liu J, Qiu S, Ruiz M, Dupuis J, Zhu L, Wang L, Wang Z, Hu Q. Au-modified ceria nanozyme prevents and treats hypoxia-induced pulmonary hypertension with greatly improved enzymatic activity and safety. J Nanobiotechnology. 2024 Aug 19;22(1):492. doi: 10.1186/s12951-024-02738-4. PMID: 39160624; PMCID: PMC11331617.