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2023年11月03日
中国科大发现基于原子氢的氢治疗新策略

活性氧和氮物种(RONS)的过度表达与癌症、阿尔茨海默病和慢性糖尿病溃疡等多种慢性疾病的发生和发展密切相关。氢疗法作为一种新兴的、前景广阔的通用型治疗手段,主要利用氢气分子选择性地消除RONS,维持细胞内氧化还原稳态,进而达到治疗相关慢性疾病的目的。从热力学和化学动力学的角度来看,生物还原性更强的原子氢有望提供优于传统氢气的广谱RONS清除能力。然而,开发一种集高效的原子氢储存、可控释放、广谱RONS清除和生物降解性于一体的先进氢治疗平台是一项巨大的技术挑战。

近日,中国科学技术大学江俊教授和王育才教授团队利用电子-质子共掺杂策略向WO3晶格中引入高还原性的原子氢,首次证明了生物还原性更强的原子氢能够实现氢气所不具备的广谱RONS清除能力,进一步发现氢钨青铜相H0.53WO3(HWO)是一种非常理想的原子氢载体,其显著特征包括相对稳定的原子氢储存、温度依赖的原子氢释放以及pH响应的生物降解性。在慢性创面溃疡疾病模型中,固态原子氢由于其卓越的广谱RONS清除能力,重塑糖尿病伤口微环境、减少炎症,进而促进胶原积累、血管新生,有效加速慢性伤口的愈合。相关成果以“Solid-state atomic hydrogen as a broad-spectrum RONS scavenger for accelerated diabetic wound healing”为题在线发表在《National Science Review》上。

示意图固态原子氢作为广谱RONS清除剂及其在糖尿病创面愈合中的治疗机制

该研究极大扩展了氢治疗材料的基本类别,并为研究更多物理形式的氢作为有效的RONS清除剂用于临床疾病治疗铺平了道路。

中国科学技术大学未来技术学院博士生罗蔓、生命科学与医学部博士后汪沁、化学与材料科学学院硕士生赵刚为该论文共同第一作者,精准智能化学重点实验室朱青副研究员、生命科学与医学部王育才教授为本文共同通讯作者;团队其他成员及合作者也为本研究做出了重要贡献。研究得到中国科学院基础研究青年专项和国家自然科学基金等项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1093/nsr/nwad269


(化学与材料科学学院、科研部)

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