单原子铂掺杂二氧化铈纳米酶通过心肌细胞靶向摄取和活性氧抑制减轻心肌缺血再灌注损伤

心肌缺血再灌注损伤(MIRI)是心肌梗死治疗中的主要并发症，传统抗氧化剂存在稳定性差和靶向性不足等问题。韩国天主教大学的研究团队开发了单原子铂掺杂二氧化铈纳米酶(Pt@CeNZ)，通过原子级分散的Pt位点增强SOD/CAT/POD多酶活性，显著提高心肌细胞摄取效率，在体内外实验中证实其能有效清除ROS、抑制铁死亡和凋亡，减少梗死面积并改善心功能，为心脏靶向纳米治疗提供了新策略。

　　

心肌梗死是全球主要死亡原因之一，及时恢复血流是治疗关键，但再灌注过程产生的活性氧(ROS)会引发二次损伤——心肌缺血再灌注损伤(MIRI)。现有抗氧化剂存在稳定性差、靶向性不足等缺陷，而纳米酶技术因其可调控的催化特性成为研究热点。韩国天主教大学(Catholic University of Korea)的研究团队创新性地将单原子铂(Pt)掺杂到二氧化铈纳米酶(CeNZ)中，开发出具有多酶活性的Pt@CeNZ，相关成果发表在《Bioactive Materials》。

研究采用水热法合成立方体状CeNZ，通过X射线吸收光谱(XAS)和球差校正电镜(HAADF-STEM)证实Pt以原子形式分散在CeNZ晶格中。体外实验使用H9c2心肌细胞系和原代新生大鼠心肌细胞(NRCMs)，通过CCK-8、LDH和钙成像评估细胞保护作用；体内建立大鼠左冠状动脉前降支(LAD)结扎模型，采用超声心动图和压力-容积(PV)环分析心功能，结合Evans blue/TTC染色量化梗死面积。

2.1 单原子Pt@CeNZ的合成与表征
通过调控Pt-O-Ce键合结构，使Ce³⁺含量提升至23%，氧空位增加1.6倍。XPS显示Pt以Pt²⁺为主，赋予材料优异的电子转移能力。

2.2 多酶活性增强机制
相比纯CeNZ，Pt@CeNZ的SOD、CAT和POD模拟活性分别提升至94%、81%和2.67倍。电化学测试显示其氧存储容量(OSC)提升6倍，HER/ORR/OER催化活性显著增强。

2.3 心肌细胞特异性保护
预处理实验表明，34.4 μg/mL Pt@CeNZ可使H₂O₂损伤的心肌细胞存活率提高30%。通过DCFDA检测证实其能快速清除ROS，且稳定性优于维生素C和NAC。

2.4 靶向递送优势
成像流式细胞术显示，Pt@CeNZ在心肌细胞的摄取效率比CeNZ高40%，并能在细胞内滞留12天。导电性测试表明3 mg/mL溶液电阻显著降低，可能通过增强电耦合促进摄取。

2.6 心脏功能改善
大鼠模型中，51.6 μg/mL Pt@CeNZ使梗死面积减少50%，4周后射血分数(EF)提高35%。PV环分析显示其能改善dP/dt_max等收缩指标，抑制心室扩张。

该研究开创性地将单原子催化与纳米酶技术结合，解决了传统抗氧化剂靶向性差的难题。Pt@CeNZ通过三重机制发挥作用：1) Pt-O-Ce结构增强电子转移；2) 心肌细胞特异性富集；3) 导电性促进电信号传导。这种"无细胞、无药物"的治疗策略为急性心梗干预提供了新思路，其稳定性和生物安全性也为其临床转化奠定基础。未来可进一步探索其在其他缺血性疾病中的应用价值。