港中文/南方医科大AM：仿生线粒体靶向单原子纳米酶：通过重编程干细胞能量代谢促进骨再生

背景：骨再生依赖于干细胞线粒体的高效能量代谢，但骨缺损微环境中的线粒体功能障碍和活性氧积累常导致干细胞能量代谢紊乱，限制修复效果。现有ROS清除材料难以从源头修复线粒体功能。研究目的：为解决上述问题，研究团队受线粒体复合物IV结构启发，开发了一种仿生、线粒体靶向的单原子纳米酶TPP-DMSN-Fe/Cu，旨在通过重编程干细胞能量代谢来促进骨再生。结论：该纳米酶能高效靶向干细胞线粒体，模拟复合物IV催化活性，增强电子传递链功能，促进氧化磷酸化和脂肪酸氧化，从而提升ATP生成，并将干细胞代谢从糖酵解转向更高效的能量途径。在大鼠骨缺损模型中，该材料显著促进了新骨形成，骨体积分数提升超4倍，且显示出良好的生物安全性，为代谢相关骨病和组织再生提供了新策略。