我校食品学院博士后在美国化学会志(JACS)发表最新研究成果
 来源:科学技术研究院   文:徐丽广;审核:刘晓宏  发布日期:19-01-03 08:11:58  最后更新:19-01-03 08:11:58  浏览次数:

近年来,研究人员通过对无机胶体纳米粒子形貌、表面电荷以及配体的调控,获得了多种纳米尺度的功能性无机颗粒,这些人工颗粒与生物体系的相互作用已成为国际前沿研究的热点。最近江南大学食品科学国家重点实验室匡华教授团队合成了氧化铜纳米颗粒团簇结构,通过优化配体,发现苯丙氨酸介导的手性氧化铜颗粒具有类超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)等天然酶的活性,能有效清除体系中的活性氧簇(图1)。研究表明:该氧化铜手性纳米颗粒可对神经细胞内活性氧簇进行快速清除,成功实现了帕金森症模型小鼠的治疗。研究工作于2018年12月12日在线发表于美国化学会会刊(J.Am.Chem.Soc,DOI:10.1021/jacs.8b1185;https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b11856)。

如图1所示,研究团队利用手性苯丙氨酸作为结构诱导剂,合成了二价氧化铜,然后以葡萄糖为还原剂、多巴胺为稳定剂,获得了多孔的团簇状手性氧化铜纳米颗粒。首先,研究团队将该颗粒与SHSY-5Y模式细胞孵育,证明了该颗粒团簇能有效地减少SHSY-5Y细胞内过剩的活性氧簇。进一步,研究团队将该纳米颗粒注入经1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)诱导的帕金森症小鼠脑部,发现手性氧化铜颗粒团簇可通过降低氧化应激水平有效降低脑中小胶质细胞中IBA-1蛋白的表达,显著提高酪氨酸强化酶的表达,从而逆转MPTP造成的帕金森症小鼠记忆损伤。

自然界中,行使生命基本功能的各种高级结构如蛋白、核酸等均为纳米尺度的网络结构。该研究进一步证明了以配体分子为“外壳”,无机颗粒为“硬核”的人工胶体颗粒的良好生物相容性和卓越的类天然酶的催化活性,这为进一步拓展人工仿生体系在生物分析、医学诊疗等方面的应用提供了新的思路。

论文第一作者是博士后郝昌龙博士,研究工作得到了国家自然科学基金相关项目的资助(21631005, 21673104, 21522102, 21503095)。

图1苯丙氨酸介导的团簇状氧化铜纳米材料的合成、结构分析及活性氧簇清除活性表征