糖尿病心肌病（DCM）作为糖尿病最致命的并发症之一，会使得心脏的舒缩功能逐渐受损，最终导致心力衰竭和患者死亡。研究表明，DCM的发病机制与过表达的活性氧物种（ROS），尤其是过氧化氢（H₂O₂）密切相关。持续的高糖水平会通过多种途径（例如线粒体功能障碍）引发过量H₂O₂的产生，使得心肌细胞发生凋亡和铁死亡，同时引发炎症，最终导致心肌损伤。因此，清除心脏病灶区域过表达的ROS对于DCM治疗具有重要意义。

近日，中国科学院上海硅酸盐研究所的施剑林院士团队构建了一种具有催化抗氧化特性的二维TiO_x(OH）_4-2x纳米片平台，用于DCM的纳米催化治疗。纳米片的表面富含羟基，有利于捕获H₂O₂和随后的催化H₂O₂歧化，表现出理想的类过氧化氢酶活性。DFT计算表明，纳米催化抗氧化活性基于Ti^IV/Ti^III之间的氧化还原转变，并伴随着内球双电子转移。细胞实验和动物实验均证实了TiO_x(OH）_4-2x纳米片可以有效缓解氧化应激损伤，具有优异的抗氧化和抗炎作用。这种纳米催化抗氧化策略有望为治疗DCM和其他心血管疾病提供一种可行的方法。

活体水平上TiO_x(OH）_4-2x纳米片对DCM的治疗效果

该研究工作以“TiO_x(OH)_4−2x Nanosheets with Catalytic Antioxidative Activity Alleviate Oxidative Injury in Diabetic Cardiomyopathy”为题发表在Journal of the American Chemical Society上（J. Am. Chem. Soc.2025,147, 3885-3895，DOI: 10.1021/jacs.4c18026）。第一作者为2023级直博生姚宇凡，通讯作者为施剑林院士和杨博文副研究员。研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市启明星项目的资助和支持。

论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c18026