纳米材料介导的铁死亡在抗菌领域引起了研究者的极大兴趣，其能够诱导细胞内外细菌发生离子稳态失衡和脂质过氧化。然而，目前与铁死亡相关的抗菌策略往往会不加区分地对健康细胞造成损伤，从而严重影响其生物相容性。有鉴于此，四川大学邓怡研究员、白丁教授和杨为中教授设计了一种能够实现精准铁死亡、由Fe₂O₃、Ti₃C₂-MXene和葡萄糖氧化酶(GOx)组成的生物异质结(F-bio-HJ)，并将其用于诱导靶向细胞内外细菌的铁死亡，以促进感染性糖尿病皮肤再生。

本文要点：

（1）Fe₂O₃/Ti₃C₂-MXene@GOx(FMG)可催化产生大量ROS以攻击胞外细菌的膜，并且能够在近红外(NIR)光照射下促进同步生成的Fe²⁺/Fe³⁺渗透到细菌中，从而通过铁死亡、Fe²⁺过载和脂质过氧化导致浮游细菌死亡。研究发现，FMG也可通过铁转运蛋白(FPN)将Fe²⁺转运到胞内细菌中，从而促进胞内细菌的铁死亡。在GOx消耗葡萄糖后，FMG能够产生饥饿保护作用，进而通过激活腺苷酸活化的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)通路帮助巨噬细胞逃避铁死亡。

（2）体内实验结果表明，FMG可有效促进糖尿病感染性皮肤再生，并且不会引发正常细胞的铁死亡。综上所述，该研究设计的策略可通过精准引导铁死亡以终止细胞外感染，从而能够显著提高铁死亡介导的治疗策略的生物相容性，有望为治疗难治性感染提供一种新的有效方法。

Wenyu Dai. et al. Engineered Bio-Heterojunction Confers Extra- and Intracellular Bacterial Ferroptosis and Hunger-Triggered Cell Protection for Diabetic Wound Repair. Advanced Materials. 2024

DOI: 10.1002/adma.202305277

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202305277