近日，中國海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院/海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室仇萌副教授及其科研團(tuán)隊(duì)與西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院舒健教授團(tuán)隊(duì)和韓國高麗大學(xué)Jong Seung Kim教授合作，以全文（Article）形式在國際化學(xué)領(lǐng)域重要學(xué)術(shù)期刊《美國化學(xué)會(huì)志》（Journal of the American Chemical Society）上發(fā)表了題為“High Entropy 2D Layered Double Hydroxides Nanosheet Toward Cascaded Nanozyme-Initiated Chemodynamic and Immune Synergistic Therapy”（高熵二維層狀雙氫氧化物納米平臺(tái)用于級(jí)聯(lián)納米酶引發(fā)的化學(xué)動(dòng)力學(xué)和免疫協(xié)同治療）的研究論文，并獲選當(dāng)期正封面論文。

圖1 論文獲選《美國化學(xué)會(huì)志》（J. Am. Chem. Soc.）當(dāng)期正封面

在自然界的復(fù)雜演化中，多種元素的共存與協(xié)作構(gòu)筑了奇妙的化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能體系，這啟發(fā)了科學(xué)家探索如何通過多組元的協(xié)調(diào)作用實(shí)現(xiàn)新型材料的設(shè)計(jì)。高熵材料（High-Entropy Materials, HEMs），作為一種富含多元素的新興材料體系，正逐步揭示出其獨(dú)特的魅力。通過多元素的均勻混合，高熵材料不僅突破了傳統(tǒng)單組元材料的性能瓶頸，更開啟了晶體結(jié)構(gòu)調(diào)控與性能優(yōu)化的新紀(jì)元。高熵材料所展現(xiàn)的多樣性和可調(diào)控性，使其成為能源、催化和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。特別是在二維高熵材料中，層狀結(jié)構(gòu)提供了豐富的反應(yīng)活性位點(diǎn)，多元素協(xié)同作用則賦予其優(yōu)異的物理化學(xué)及生物學(xué)性能。而這種復(fù)雜性與協(xié)同性，也使其在極具挑戰(zhàn)性的腫瘤治療中展現(xiàn)出非凡的潛力：不僅可以通過化學(xué)動(dòng)力學(xué)催化重塑腫瘤微環(huán)境，還能激活免疫系統(tǒng)的協(xié)同反應(yīng)，為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)提供了前所未有的可能性。

圖2 二維高熵層狀雙氫氧化物合成過程及化學(xué)動(dòng)力學(xué)和免疫協(xié)同治療示意圖

此次研究中，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種全新的二維高熵層狀雙氫氧化物（HE-LDHs）納米平臺(tái)，這不僅是高熵材料的又一次重要?jiǎng)?chuàng)新，也是其在腫瘤治療領(lǐng)域的首次探索。通過構(gòu)建納米酶級(jí)聯(lián)催化與免疫協(xié)同的復(fù)合治療機(jī)制，該材料成功在實(shí)驗(yàn)中重塑了腫瘤微環(huán)境（TME），實(shí)現(xiàn)了化學(xué)與免疫療法的深度結(jié)合，為腫瘤治療提供了更加靈活和精準(zhǔn)的策略（圖2）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，HE-LDHs在TME中表現(xiàn)出類超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）的模擬酶活性，可高效催化腫瘤代謝產(chǎn)物生成高濃度的活性氧（ROS），從而引發(fā)腫瘤細(xì)胞凋亡；此外，ROS誘導(dǎo)線粒體功能障礙并引發(fā)線粒體DNA（mtDNA）泄漏，而泄漏的mtDNA在鋅離子的催化作用下激活cGAS/STING信號(hào)通路，進(jìn)一步增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)，促進(jìn)細(xì)胞因子的分泌及淋巴細(xì)胞的成熟，從而有效抑制腫瘤的生長并防止復(fù)發(fā)。

綜上所述，HE-LDHs通過協(xié)同級(jí)聯(lián)反應(yīng)對(duì)腫瘤微環(huán)境進(jìn)行重塑，顯著觸發(fā)ROS風(fēng)暴和GSH/GPX4通路的耗竭，同時(shí)激活cGAS/STING免疫信號(hào)通路，展現(xiàn)出卓越的化學(xué)動(dòng)力學(xué)和免疫治療效果。目前，這是HE-LDHs在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的首次應(yīng)用探索，表明其作為多功能納米平臺(tái)，具有獨(dú)特的組成靈活性和多元素協(xié)同作用，可為精準(zhǔn)化的腫瘤治療提供創(chuàng)新性和可定制化的策略。

團(tuán)隊(duì)合影

研究成果的第一完成單位是中國海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院/海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，通訊作者為西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院任文秀教授、舒健教授、中國海洋大學(xué)仇萌副教授、高麗大學(xué)Jong Seung Kim教授，第一作者是中國海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021級(jí)碩士生王晨和西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院2024級(jí)博士生袁鳳英。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、山東省泰山學(xué)者項(xiàng)目、四川省科技廳項(xiàng)目以及中央高校基礎(chǔ)科研業(yè)務(wù)費(fèi)的支持。