纳米催化抗氧化协同治疗心肌损伤：ZIF-67 NPs通过靶向ROS清除实现心脏保护与抗纤维化双效机制

针对急性心肌缺血后氧化损伤与纤维化协同治疗的难题，中国科学院上海硅酸盐研究所团队开发了基于ZIF-67 NPs的纳米催化抗氧化疗法。该研究通过Co-N4 活性中心高效催化H2 O2 歧化，同步恢复心肌细胞氧化还原稳态（抑制凋亡/铁死亡）和阻断成纤维细胞TGF-β信号通路（抑制FMT转化），为缺血性心脏病治疗提供了新型协同策略。

　　

心血管疾病是全球首要死因，其中急性心肌缺血导致的组织损伤和继发纤维化是心力衰竭的核心病理过程。尽管再灌注治疗能恢复血流，但缺血再灌注过程中爆发的活性氧(ROS)如同"生化海啸"，既直接摧毁心肌细胞（通过破坏氧化还原稳态引发凋亡和铁死亡），又激活成纤维细胞转化为肌成纤维细胞（通过TGF-β等促纤维化信号），形成恶性循环。现有单一靶点疗法犹如"单腿走路"，难以阻断这个病理网络。

中国科学院上海硅酸盐研究所Ruixuan He、Bowen Yang和Jianlin Shi团队在《Nano Today》发表的研究，创新性地将纳米催化医学理念引入心血管领域。研究者选择沸石咪唑酯骨架-67纳米颗粒(ZIF-67 NPs)作为"分子剪刀"，其结构中的钴氮(Co-N₄
)活性中心能高效催化过氧化氢(H₂
O₂
)歧化，相当于在细胞内部部署了微型"抗氧化工厂"。这种设计巧妙利用不同细胞对ROS响应的异质性：在心肌细胞中充当"消防员"修复氧化还原平衡，在成纤维细胞中扮演"信号干扰器"阻断促纤维化通路。

关键技术包括：ZIF-67 NPs的溶剂热合成与表征（TEM/SEM确认十二面体形貌）、体外细胞模型（原代心肌细胞和心脏成纤维细胞）、小鼠心肌缺血再灌注模型、ROS清除能力检测（DCFH-DA荧光探针）、转录组测序（分析FMT相关基因表达）等。

【Characterization】
透射电镜显示ZIF-67 NPs为均一的十二面体结构（粒径约150 nm），元素映射证实Co-N₄
位点均匀分布。动力学分析表明其催化H₂
O₂
分解的K_cat
值达4.7×10⁵
s^-1
，媲美天然过氧化氢酶。

【Conclusion】
研究证实ZIF-67 NPs通过三重机制发挥作用：(1)在心肌细胞中清除ROS并上调谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性，使凋亡率降低67%；(2)抑制脂质过氧化物积累（MDA水平下降82%），阻断铁死亡通路；(3)在成纤维细胞中下调α-SMA和胶原I表达，使FMT转化率减少73%。动物实验显示治疗组射血分数(EF)提升41%，纤维化面积缩小88%。

该研究的突破性在于首次实现纳米材料对心肌损伤微环境的"细胞类型特异性调控"，其意义远超传统抗氧化剂：Co-N₄
位点的持续催化能力克服了酶制剂半衰期短的缺陷，而金属有机框架结构赋予材料良好的生物相容性。值得注意的是，催化产生的氧气可能协同增强治疗效果，这为后续研究指明方向。这种"一石二鸟"的治疗策略，为开发下一代心血管联合疗法提供了全新范式。