癲癇是一種常見的腦部疾病，部分患者對藥物反應(yīng)差，被稱為“藥物難治性癲癇”。傳統(tǒng)手術(shù)需要開顱切除病灶，創(chuàng)傷大、風險高。因此，科學家一直在尋找一種既能精準清除癲癇灶，又不用開刀的微創(chuàng)療法。

基于此，福建醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科林元相、朱陽、王豐研究團隊在《Materials Today Bio》雜志發(fā)表了“Iron single-atom nanozyme-mediated laser interstitial thermal therapy and anti-inflammatory effect for epilepsy”揭示了鐵單原子納米酶介導的激光間質(zhì)熱療與抗炎作用在癲癇治療中的應(yīng)用。

本研究提出一種創(chuàng)新的微創(chuàng)癲癇治療策略：將鐵單原子納米酶（Fe/SAN）與激光間質(zhì)熱療（LITT）相結(jié)合。Fe/SAN具有優(yōu)異的近紅外光熱轉(zhuǎn)換效率可在無開顱條件下精準消融深部癲癇灶，同時其多酶模擬活性能有效清除活性氧、抑制神經(jīng)炎癥。借助近紅外熱成像，治療過程可實時控溫，確保安全精準。在海人酸誘導的癲癇小鼠模型中，該聯(lián)合療法顯著減少癲癇發(fā)作頻率和嚴重程度，改善空間記憶并緩解焦慮樣行為。該“物理消融 + 微環(huán)境調(diào)控”雙效策略，為藥物難治性癲癇提供了極具前景的微創(chuàng)治療新路徑。

圖一 Fe/SAN 納米酶的綜合表征

本研究通過主客體策略成功構(gòu)建了鐵單原子納米酶（Fe/SAN）：將乙酰丙酮鐵原位封裝于ZIF-8籠內(nèi)，經(jīng)熱解后獲得保留十二面體形貌但表面粗糙的多孔碳材料。

多種先進表征手段證實，鐵以原子級分散形式均勻嵌入碳基質(zhì)中，未形成納米顆粒；同步輻射XAFS與像差校正電鏡直接觀察到Fe–N配位結(jié)構(gòu)，擬合結(jié)果表明每個鐵原子與三個氮原子配位（Fe–N?），其中高含量的吡啶氮為單原子錨定提供了關(guān)鍵位點。

材料具有良好的膠體穩(wěn)定性、介孔結(jié)構(gòu)（主孔徑約3.79 nm）和高度石墨化的碳骨架，為其優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換效率和多酶模擬活性奠定了堅實的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

圖二 Fe/SAN在癲癇小鼠模型中的神經(jīng)調(diào)控功效

為評估Fe/SAN在癲癇（EP）小鼠模型中的治療效果，作者通過立體定位注射KA至海馬CA3區(qū)誘導癲癇發(fā)作。隨后在病灶局部注射Fe/SAN并實施激光間質(zhì)熱療（LITT）并通過大體切片驗證了治療部位。

在治療后第28天，進行了腦電圖（EEG）記錄和行為學測試。經(jīng)過三周治療后，研究團隊對癲癇小鼠進行了全面評估。行為監(jiān)測（）和Racine評分顯示，F(xiàn)e/SAN聯(lián)合激光治療（LITT）顯著減少了癲癇發(fā)作次數(shù)和嚴重程度。

在近紅外激光（1.5 W）照射下，F(xiàn)e/SAN組病灶溫度30秒內(nèi)迅速升至70°C以上，累積熱劑量（CEM43 ≈ 412分鐘）遠超組織損毀閾值；而僅用激光的對照組（EP + Veh），無法有效升溫，幾乎無治療作用。

腦電圖顯示，F(xiàn)e/SAN治療組的異常放電明顯減少，腦電活動趨于正常，而未治療組仍呈高頻高幅癲癇樣波。

在認知和情緒測試中：水迷宮實驗：Fe/SAN組小鼠學習能力顯著恢復，目標象限停留時間更長、穿越平臺次數(shù)更多；

Y迷宮：工作記憶改善，探索行為更均衡；

高架十字迷宮：開放臂活動時間增加，表明焦慮樣行為有效緩解。

綜上，F(xiàn)e/SAN介導的光熱治療不僅能精準消融癲癇灶，還能改善認知障礙和情緒異常，展現(xiàn)出“物理消融+神經(jīng)保護”雙重療效。

圖三 Fe/SAN在癲癇小鼠模型中的神經(jīng)調(diào)控功效

實驗結(jié)束后，研究人員對小鼠腦組織進行了全面的病理和分子分析。結(jié)果顯示：HE 和尼氏染色表明，癲癇小鼠海馬神經(jīng)元排列紊亂、數(shù)量減少、尼氏體消失；而Fe/SAN治療組顯著保護了神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，維持了細胞形態(tài)和尼氏體完整性。

ROS熒光染色和免疫熒光共標發(fā)現(xiàn)，癲癇導致神經(jīng)元內(nèi)活性氧（ROS）劇烈升高，而Fe/SAN明顯降低ROS水平，尤其在神經(jīng)元中效果最突出，說明神經(jīng)元是其抗氧化作用的主要靶點。

NF-κB通路被癲癇強烈激活（P65和p-P65升高，IκBα下降），伴隨大量促炎因子（IL-1β、IL-6、TNF-α）釋放；Fe/SAN有效抑制該通路活化，顯著減輕神經(jīng)炎癥。

凋亡相關(guān)蛋白檢測顯示，F(xiàn)e/SAN上調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2，下調(diào)促凋亡蛋白Bax，發(fā)揮明顯的抗神經(jīng)元凋亡作用。

綜上，F(xiàn)e/SAN不僅通過光熱精準消融癲癇灶，還能在病灶周圍“修復微環(huán)境”：強力抗氧化、抗炎、抗凋亡，全面保護海馬神經(jīng)元。

總結(jié)

本研究開發(fā)了一種基于Fe/SAN與LITT結(jié)合的新型微創(chuàng)癲癇治療策略。該系統(tǒng)不僅能精準消融癲癇灶，還能通過其多酶模擬活性清除ROS、抑制NF-κB介導的神經(jīng)炎癥，并保護神經(jīng)元。在動物模型中，顯著減少癲癇發(fā)作、改善認知與情緒障礙并修復海馬結(jié)構(gòu)損傷。憑借良好的生物相容性與靶向富集能力，F(xiàn)e/SAN展現(xiàn)出向臨床轉(zhuǎn)化的巨大潛力，為藥物難治性癲癇患者提供了全新治療希望，也為納米酶在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用開辟了新路徑。

文章來源：

https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2026.102810

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