2025年4月1日,中国科学院生物物理研究所高利增研究员做客“名师讲坛”,做题为:“铁硫材料生物活性及应用研究”的学术报告。
铁硫类物质不仅是一类广泛分布于地球的矿物质,而且作为关键活性成分参与生命活动,在地质生态与生命演化中存在密切的物质循环。但是微观尺度下铁硫物质如何参与和影响生命活动尚未揭示清楚。高利增研究员带领团队从纳米酶角度出发,合成制备了多种硫化铁纳米材料,发现这些材料能够模拟铁硫簇活性,具有类氧化还原酶类活性,包括过氧化物酶,过氧化氢酶,SOD酶,GSH氧化酶,GSH过氧化物酶等。在研究构效关系中,进一步发现亚稳态硫化铁能够释放亚铁多硫活性小分子,具有驱动铁死亡和蛋白质多硫化修饰作用。这些类酶活性以及释放活性铁硫的能力,赋予纳米硫化铁多种生物功能,包括抗菌、抗病毒、抗氧化等。在抗菌方面具有三种杀菌模式,类酶催化(广谱杀菌),亚铁驱动细菌铁死亡(广谱杀菌),多硫引发的细菌硫死亡(选择性抑菌),对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、加德纳菌、幽门螺旋杆菌等多种细菌具有高效抗菌活性,在中耳炎、肺炎、细菌性阴道炎等疾病模型中具有较好的防治作用,效果优于现有抗生素。基于类似机理,纳米硫化铁还具有病毒灭活作用,能够引发病毒囊膜脂质过氧化,使病毒失去侵染能力。此外,纳米硫化铁还能够调控Nrf2通路,激活细胞多酶抗氧化系统,对酒精引发的肝损伤和脑损伤具有防治作用。纳米硫化铁的生物特性研究,不仅促进了对铁硫物质与生命关联的认识,还有望作为新材料用于生物医学疾病诊断和治疗。
在报告结束后,高利增研究员访问了一碳生物技术研究中心,与团队的科研人员和学生们进行了深入的交流。他分享了在铁硫材料生物活性及应用研究领域的经验,并就纳米硫化铁未来可能的应用场景进行了深入探讨。
高利增,中国科学院生物物理研究所研究员,课题组长,中国生物物理学会理事和纳米酶分会副会长,中国科学院纳米酶工程实验室副主任。长期从事纳米酶学、铁硫生物活性材料及其生物医学应用研究,在Nat Nanotechnol、Nat Commun、Nat Rev Bioen、Advanced Materials等杂志发表论文140余篇,相关成果和专利转让宝洁等公司,曾获北京市科学技术一等奖和国际牙医学会口腔护理创新奖。
