感音神经性听力损失是临床上最常见的感觉器官功能障碍之一，全球超过4.3亿人受其影响，并且该疾病与认知功能下降和痴呆风险升高之间存在明确的流行病学关联。2026年8月28日，上海大学医学院陈雨、於得红、谢雨洁、冯炜团队在《Nature Communications》发表了题为“Cell-inspired dual-tandem catalytic nanoreactors drive targeted hearing protection”的研究论文。该研究设计了一种仿细胞结构的双级联催化纳米反应器HSC@Se，将超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和具有GPx模拟活性的二硒键交联剂整合于同一纳米平台之中。
在这项研究中，研究团队的HSC@Se纳米反应器以人血清白蛋白作为结构骨架，他们通过共组装方式将两种天然抗氧化酶包裹于蛋白质网络内部，随后利用含二硒键的交联剂进行共价稳定化处理。研究团队的透射电镜观察到该纳米反应器呈现规整的球形形态，粒径分布在80至100纳米的范围内。随后团队的能量色散X射线光谱和X射线光电子能谱分析显示硒元素在蛋白质网络中的均匀分布以及Se-Se化学键的成功引入。进一步团队的荧光共振能量转移实验显示，被不同荧光染料标记的两种酶在纳米反应器内部实现了纳米尺度的空间邻近。此外，紫外-可见光谱也同时检测到了两种荧光标记物的特征吸收峰。
随后团队在催化性能的系统评估中，HSC@Se展现出了远超游离酶混合物的协同抗氧化能力。研究团队的核黄素-NBT法测定显示该纳米反应器对超氧阴离子的清除效率超过了60%，经过胰蛋白酶处理后依然能保留较高的催化活性。作者的过氧化氢酶活性测定表明，在固定纳米反应器浓度条件下当过氧化氢浓度从0.125毫摩尔每升升高至4毫摩尔每升时，反应体系中的氧气生成量呈现出近四倍的增加，反应动力学曲线在300秒后逐渐进入平台期。NADPH偶联的谷胱甘肽氧化实验证实了HSC@Se具备GPx模拟活性，其在340纳米处的吸光度出现了显著下降而磷酸盐缓冲液对照组则没有变化。定量比较结果显示HSC@Se的总抗氧化能力达到了游离酶混合物的6至8倍，并且较不含硒的双酶体系HSC提升了约1.3倍，单组分硒或简单混合的HSC加硒组的抗氧化效果均远弱于完整的HSC@Se。
在细胞层面，HSC@Se对过氧化氢诱导的毛细胞损伤和Erastin触发的铁死亡均表现出了强大的保护效应。HEI-OC1毛细胞经HSC@Se预处理后在500微摩尔每升过氧化氢攻击下的存活率从34.74%显著上升到了66.14%，流式细胞术定量分析显示细胞凋亡率从88.7%急剧下降到了2.32%，DCFH-DA染色检测的细胞内活性氧阳性细胞比例也从56.5%减少到了7.46%。进一步团队在Erastin诱导的铁死亡模型中，HSC@Se和含硒骨架H@Se均大幅提升了细胞存活率，而不含硒的HSC仅提供了有限保护，FeRhoNox-1染色和MitoSOX Red染色分别证实了该纳米反应器有效降低了细胞内亚铁离子水平并清除了线粒体超氧化物，JC-1染色则显示HSC@Se将线粒体膜电位恢复至接近健康细胞的水平。转录组测序分析揭示了HSC@Se处理能够逆转氧化应激诱导的差异基因表达谱，基因本体论富集分析鉴定出了与抗氧化应答和代谢修复相关的多条信号通路。在噪声性听力损失小鼠模型中，HSC@Se借助人血清白蛋白介导的巨蛋白摄取和中性粒细胞黏附运输机制实现了对血-迷路屏障的穿越，活体成像系统观察到纳米反应器在耳蜗组织中有效富集。听觉脑干反应测试表明HSC@Se给药将噪声暴露后的听力阈值偏移限制在了10分贝以内，免疫荧光染色和HE染色证实其保护了外毛细胞的存活、维持了带状突触的数量并减轻了螺旋神经节神经元的退行性损伤。生物安全性评估显示HSC@Se在治疗剂量下未引起耳毒性、溶血反应或主要器官的组织病理学改变，血液生化指标和血常规参数均保持在正常范围之内。
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