施剑林院士团队最新Angew：二维氢氧化钴纳米催化剂实现抗氧化治疗酒精性肝损伤

过量摄入乙醇会激活肝脏中的另一种乙醇代谢途径，导致活性氧（ROS）的过度产生，从而进一步导致酒精性肝损伤（ALI）。尽管临床上已经使用分子抗氧化剂来治疗急性肺损伤，但它们的疗效仍然不太令人满意。

在此，中科院上海硅酸盐研究所施剑林院士团队Bowen Yang等人通过构建具有催化抗氧化性能的无定形Co（OH）2纳米片，提出了一种用于ALI治疗的纳米催化抗氧化治疗策略。Co（OH）2纳米片的双（μ-羟基）CoIICoII双核活性位点能够与过氧化氢（H2O2）配位，显著降低热力学势垒，形成有利于催化H2O2歧化的二羟基加合物双（μ-hydroxo）CoIII（OH）CoIII(OH)，而无定形和超薄结构同时也进一步促进了反应，进一步提高催化效率（Km=59.31mM）。由于纳米材料固有的肝脏被动靶向能力，抗氧化纳米片在静脉注射后可以有效地在肝脏区域积聚（35.5%ID/g积聚效率），从而在肝脏中实现有效的催化抗氧化，以减轻肝脏氧化应激，保护肝细胞免于凋亡/铁死亡。本研究为纳米催化抗氧化治疗急性肺损伤和其他与氧化应激相关的肝脏疾病提供了一种新的方法。相关工作以“Antioxidative Therapy of Alcoholic Liver Injury by an Amorphous Two-Dimensional Cobalt Hydroxide Nanocatalyst”为题发表在Angew。

【文章要点】

如图1所示，作者构建了一种无定型（非晶态）2D Co（OH）2纳米催化剂，用于酒精诱导的肝损伤的催化抗氧化治疗。非晶态Co（OH）2纳米片是基于碱辅助钴水解法合成而来的。纳米片的无定形结构使其存在丰富的双（μ-羟基）CoIICoII双核活性位点，这些活性位点可以灵活地与H2O2配位，形成有利于H2O2歧化的二羟基加合物双（μ羟基）CoIII（OH）CoIII(OH)。研究显示，这种反应是一个内球双电子转移过程，但在每个Co位点上只需要转移一个电子，这在很大程度上促进了金属位点的氧化还原循环，并由此改善反应热力学。

图1 非晶态2D Co（OH）2的合成及其催化机制

此外，Co（OH）2纳米片的超薄结构提供了更大的比表面积，进一步有利于催化过程，从而产生了高催化效率的H2O2清除性能（米氏常数（Km）为59.31 mM）。由于纳米材料固有的肝脏被动靶向能力，抗氧化Co（OH）2纳米催化剂在肝脏中具有很高的积累效率，有利于启动有效清除H2O2的催化抗氧化反应。这种作用抑制了氧化应激引起的肝细胞凋亡/铁死亡（图2）。体内实验进一步证明了Co（OH）2纳米片治疗ALI的理想疗效。因此，作者预计这种纳米催化抗氧化策略可以为治疗ALI和其他肝脏疾病提供可行的治疗方法。

图2 针对的ALI的治疗机制

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202412031