2024年9月23日，记者从许昌学院化工与材料学院（表面微纳米材料研究所）获悉，在纳米酶治疗抑郁症方面，该所取得科研新进展，相关成果以“Antioxidant Carbon Dots Nanozymes Alleviate Stress-induced Depression by Modulating Gut Microbiota”为题，发表在美国化学会旗下期刊《Langmuir》。论文在线出版后，美国科学促进会主办EurekAlert!、美国物理学家组织网Phys.org、AZoNano、Applied Microbiology International等多家科技新闻网站纷纷报道，该研究受到广泛国际关注。
作为一种高发病、高临床治愈率但低治疗接受率、及高复发率的精神障碍，抑郁症对人类健康的影响越来越显著。据统计，2023年全球约有3.8%的人口患有抑郁症。抑郁症不仅严重影响个人生活质量，还对社会经济造成重大负担，全球每年因抑郁症造成的生产力损失和医疗费用高达数千亿美元。
抑郁症的一个关键病理机制是体内活性氧和氮物种过度积累引起的氧化应激。氧化应激不仅影响神经递质合成，加重神经炎症，还能破坏微生物的平衡，从而影响肠道健康，并引发炎症，甚或改变大脑与神经元功能。
为解决该问题，许昌学院何伟伟教授团队与黄继红教授经过两年多合作研究，开发了一种具有优异抗氧化能力和良好生物相容性的碳点纳米酶，能有效降低氧化应激水平，从而恢复肠道微生物平衡，并缓解抑郁症。
抗氧化碳点纳米酶治疗抑郁症机制示意图 许昌学院供图
科研团队利用葡萄糖和组氨酸热聚合制备碳点纳米酶，使其兼具抗氧化活性和良好生物相容性。得益于独特化学结构和多重抗氧化机制，碳点纳米酶表现出可同时清除活性氧和活性氮物种的广谱抗氧化能力。
经反复试验，碳点纳米酶可清除小鼠神经细胞中过度累积的活性氧物种，且没有发现明显细胞毒性。基于一种慢性不可预知应激（CUMS）大鼠抑郁模型，通过行为学、神经递质和肠道菌群等分析，科研团队发现了碳点纳米酶可显著上调抑郁大鼠海马体中四种主要神经递质，在寻求奖励、好奇心、探索意愿和对绝望的抵抗力方面，有效缓解大鼠抑郁行为。肠道菌群分析证明：抑郁症与肠道菌群之间存在直接联系，碳点纳米酶可调节肠道菌群组成和功能及氨基酸代谢，使抑郁大鼠的肠道菌群和氨基酸代谢功能障碍恢复正常，进一步揭示了菌群组成、神经递质表达和抑郁行为之间的相关性。本研究可为安全高效抗氧化纳米酶设计及抑郁症等多因素疾病治疗提供值得参考的思路。
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