近日，我院李舟教授团队在电调控纳米酶精准治疗领域取得重要综述进展，相关成果以“Electric Field-Empowered Nanozymes: From Passive Adaptation to Active Precision Therapy”为题，发表于国际材料科学领域顶级期刊《Advanced Materials》（IF=29.1）。
纳米酶具有稳定性高、成本低和结构可设计等优势，在肿瘤治疗、组织修复、抗菌及生物传感等领域展现出广阔应用前景。然而，传统纳米酶进入生理环境后，其催化行为主要受底物扩散和局部微环境支配，容易出现活性不足或过度催化，难以实现按需、可控的精准治疗。现有的pH、谷胱甘肽等内源响应策略和光、超声和磁场等外源刺激方式，在实时调节能力、组织穿透深度和机制解析等方面仍存在一定限制。受天然酶“静电预组织”理论启发，电场可直接重塑纳米酶的电子结构，为催化活性的主动调控提供了新的技术路径。
研究团队围绕“电场来源、调控机制、材料设计”三个层面，系统构建了电场调控纳米酶的理论框架：首先，文章归纳了直接外加电场、超声介导压电场、热释电场和自驱动电场四类输入模式，并进一步区分了不同电场输入的形式和特性，为不同病灶深度和治疗场景下的电场选择提供依据。其次，团队从原子尺度系统解析了电场通过调节d带中心、表面电荷、能带结构及活性位点状态，促进底物吸附与活化、稳定反应中间体并降低反应能垒的作用机制。在此基础上，文章提出构建“完整电荷通路”的材料设计原则，即通过缺陷工程增强材料的本征电场响应，利用整流界面实现电荷定向分离，并借助导电界面降低传输损耗，从而提高电场与纳米酶的耦合效率。
在明确电场输入模式、催化调控机制与材料设计原则的基础上，综述从按需时空激活、治疗剂量精准调节和病理微环境主动重塑三个维度，系统总结了电场调控纳米酶在精准治疗中的应用模式。通过对电刺激参数、材料响应特性及病灶条件的协同设计，电场可实现纳米酶催化活性的可开启、可调节和局部化控制，并增强其对缺氧、氧化还原失衡及组织屏障等复杂病理环境的治疗适配性，为提高纳米酶治疗的选择性、安全性与可控性提供了新思路。同时，团队进一步梳理了电场调控下的酶催化过程与细胞膜损伤、离子稳态变化及调控性细胞死亡之间的潜在联系。该综述从电场输入、调控机制、材料设计和治疗应用等多个层面构建了较为完整的分析框架，为电场调控纳米酶的机制解析、材料理性设计及精准治疗研究提供了系统的理论参考和设计依据。
我校2025级博士研究生张宗辉和医疗器械学院孟昭旭副教授为文章的共同第一作者，李舟教授和廉鹤教授为共同通讯作者，沈阳药科大学为第一通讯单位。该研究获得了国家自然科学基金(No.32571629)、辽宁省兴辽英才青年拔尖计划(No.XLYC2503189)、辽宁省自然科学基金(No.2024011874-JH4/4800)以及辽宁省教育厅科学研究项目(No. LJ212410163004)的支持。
