更新时间：2024-07-15 
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耐药病原体感染严重威胁的全球人类健康，容易导致脓毒症、软组织坏死和多器官衰竭等疾病，特别是在发展中国家患者中具有较高的死亡率。目前，抗生素是治疗感染最常见的方法。然而，抗生素的过度使用会导致产生对常规抗生素具有极端耐药性的耐药病菌。此外，在伤口感染的微环境中，由于氧气缺乏和厌氧糖酵解，导致谷胱甘肽(GSH)水平升高，不利于细胞增殖和胶原合成。为了应对这一挑战，人们正在开发新的抗菌药物和替代方法，实现细菌清除和预防耐药性。近年来，基于纳米酶、金属离子、抗菌肽/药物和光热/光动力学的研究得到了广泛的关注。一般来说，单模态抗菌疗法往往受到抗菌作用局限性或生物安全的限制。因此，迫切需要探索协同多模式策略，来实现有效的抗菌疗法和多样化的生物医学应用。纳米酶因其低成本、高稳定性、良好的生物相容性和各种修饰的可能性等独特优势，近年来在生物医学领域引起了人们的广泛关注。
(通过本文介绍，我们可以看到新型的抗菌疗法，具有低成本、高稳定性、良好的生物相容性的特点，在生物医学领域引起了人们的广泛关注。e测试平台在皮肤感染模型有着丰富的实战经验，具有多种耐药菌株，可为广大科研工作人员提供课题整包服务，提高科研效率。)
研究成果：
作者成功制备了具有三重酶活性和细菌特异性识别的GATC纳米酶(G-四链体/血红素DNA酶适配体探针和单宁酸螯合Au纳米颗粒(Au-TA)修饰的Cu-MOF纳米锌片(称为GATC))，用于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染的伤口愈合。所得的GATC具有过氧化物酶(POD)催化活性，同时可以特异性识别Apt-DNA酶，能够有效地将H2O2原位转化为•OH，从而对细菌产生明显的氧化应激和损伤。进而，过氧化物酶(CAT)活性产生大量氧气，缓解伤口缺氧环境造成的影响。GATC也可用作GSH-Px纳米酶，进一步增强•OH的杀菌活性。此外，作者通过将GATC-TMB-H2O2催化的显色反应与Apt-DNA酶识别相结合，开发了一种简单、高效和灵敏的MRSA检测方法。本文通过调节局部微环境的O2和GSH，准确监测感染治疗过程，加速伤口愈合，解决了过氧化物酶活性纳米酶的生理局限性。
图文展示：
方案1. GATC多酶活性伤口消毒和愈合示意图;(A) GATC合成路线示意图;(B) GATC加速伤口愈合的机制示意图
图 1.（A） CoxCu10−x-ZIF和ZnxCu10−x-ZIF的类POD活性和负载能力示意图。 CoxCu10−x-ZIF+TMB+
H2O2反应 5 分钟后，（B）UV-vis 光谱和（C）溶液的时程吸光度；ZnxCu10−x-ZIF+TMB+H2O2 反应 5 分钟后，溶液的（E）UV−vis光谱和（F）实时吸光度；（D）CoxCu10−x-ZIF 和（G） ZnxCu10−x-ZIF （x = 0，1，3，5，7，9，10）中的吸光度和 GOx 负载百分比。实验重复三次，结果表示为平均值±标准差。
图2.(A、B)Cu-ZIF的TEM和SEM图像;(C−F)Cu-ZIF中C、O、Cu的SEM图像和相应的元素mapping;(G，H)Au-TA-Cu-ZIF 化合物的 TEM 和 SEM 图像;(I−M)Au-TA-Cu-ZIF中C、O、Cu和Au的SEM图像和相应的元素mapping。
图3.(A)GATC作用过程示意图;(B−D)Au-TA-Cu-ZIF 的 Cu 2p 和 Au 4f 信号的 XPS 光谱和高分辨率 XPS 光谱;(E)Cu-ZIF和Au-TA-Cu-ZIF的XRD图谱和(F)FTIR光谱;(G) Au-TA-Cu-ZIF、Apt-DNA酶 和 GATC 的 Zeta 电位。实验重复三次，结果表示为平均值±标准差。
图4. GATC的属性。（A）GATC作用示意图；与Cu-ZIF、Au-TA-Cu-ZIF和GATC反应20分钟后剩余 H2O2的（B）UV−vis光谱和（C）吸光度；TMB+H2O2；Cu-ZIF+TMB+H2O2；Au-TA-Cu-ZIF+TMB+H2O2；和 GATC+TMB+H2O2 反应 15 分钟后（D）UV−vis光谱和（E）溶液的吸光度；（F） 通过MV降解检测•OH；（G） Cu-ZIF、Au-TA-Cu-ZIF和GATC的GSH消耗率；使用 DTNB 探针对不同浓度的 GATC 进行随时间变化的 GSH 消耗：（H）70;（I）5 μg/mL。实验重复三次，结果表示为平均值±标准差。
图5.针对 MRSA 的 Apt 识别方法驱动的比色模式测定。（A）目标菌株比色检测示意图；（B）用于检测MRSA不同浓度（0、4×102、4×103、4×104、4×105、4×106、2×107和4× 107 cfu/mL）的反应溶液的典型照片；（C）在NaAc-HAc缓冲液（pH=3.7,20.0 mM）中，GATC对0-4.0×107 cfu/mL不同浓度MRSA响应的UV−vis光谱；（D）652 nm处的吸光度与MRSA浓度在4.0×102−4×106 cfu/mL范围内的线性关系；（E）与不同代表性病原体 （4.0 ×106 cfu/mL）孵育的比色模型平台在652 nm处的吸光度。实验重复三次，结果表示为均值±标准差。
图6. GATC 的抗菌特性。（A）用不同材料（GATC代表最终复合材料）处理的MRSA（GATC为3μg/mL）和铜绿假单胞菌（GATC为400μg/mL）的固体琼脂平板照片，以及（B）相应的统计百分比存活率；（C）纳米酶作用细菌示意图；（D）用PBS和GATC+H2O2处理的MRSA和铜绿假单胞菌的SEM图像，比例尺为500 nm；（E）用不同材料共培养后细菌的活/死染色图像，比例尺为50 μm；（F）不同浓度下GATC的细胞活力；（G）GATC的溶血率。实验重复三次，结果表示为平均值±标准差。
图7. GATC促进MRSA感染的伤口愈合。(A)小鼠体内背侧皮肤上感染MRSA的伤口示意图。(B)术后第0、1、3、5、7天治疗后伤口的代表性图像;(C)7天内伤口面积的测量及统计分析;(D)6组小鼠在7天内的体重;(E)7天内伤口闭合的模式图;(F)不同治疗后相应皮肤伤口的HE和Masson染色数据，比例尺为200 μm。(G)伤口处TNF-α和Arg-1的免疫荧光图像，免疫荧光染色显示TNF-α阳性细胞(红色)，免疫荧光染色显示arg-1阳性细胞(绿色)，DAPI显示细胞核(蓝色)，比例尺为200 μm。采用Student’s two-tailed t-test (***P < 0.001，**P < 0.01，和*P < 0.05)进行统计学分析。实验重复3次，结果用平均±标准差表示。
本文来源：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c10682.
