阎锡蕴， 女，1957年2月出生于河南省开封市，汉族，博士，无党派人士 ；纳米生物学家，中国科学院院士，中国科学院生物物理研究所研究员、博士生导师，蛋白质与多肽药物所重点实验室主任；中国科学院大学教授。
1982年阎锡蕴从河南医科大学毕业；1983年进入中国科学院生物物理研究所工作，先后担任实习研究员、助理研究员；1989年前往德国海德堡大学理论医学院攻读医学博士学位；1994年前往美国Memorial Sloan-Kettering研究中心，从事博士后研究工作；1997年入选中国科学院百人计划，并担任中国科学院生物物理研究所研究员、博士生导师；2007年发现纳米酶的工作入选年度中国十大科学进展；2012年纳米酶的应用研究入选年度中国十大科学进展；2015年当选中国科学院院士，同年当选亚洲生物物理联盟主席；2017年获得首届全国创新争先奖 ；2018年获得谈家桢生命科学成就奖；2019年被授予全国三八红旗手标兵。
里程碑研究
（1）发现纳米酶（Nature Nanotechnology, 2007, 2, 9, 577-583. 单篇他引超过4000次），提出纳米酶新概念，并将其标准化。纳米酶应用的相关研究成果先后获得国家自然科学奖二等奖（2012年）和Atlas国际奖（2015年）。目前，全球有29个国家的290个实验室从事300余种纳米酶研究，其应用研究涉及生物、医学、农业、环境治理等，形成了一个新的研究领域。
（2）发现肿瘤血管新靶点CD146（Blood. 2003, 102, 1, 184）。此项发现被Faculty1000评为新发现。随后十余年，整个团队系统地研究了CD146促进肿瘤发生发展和转移的机制，首次鉴定了CD146的配体，并制备出了靶向CD146的人源化抗体药物，在肝癌、胰腺癌和结肠癌的治疗研究中取得突破进展。其系统性工作成果相继发表于Nature Communications、Blood 、PNAS 等高水平杂志。靶向CD146的肿瘤治疗新策略，获北京市科学技术奖一等奖并实现了成果转化；功能性抗体AA98目前正处于临床前研究阶段。
纳米酶研究近期代表性文献
1. A Thrombin-Activated Peptide-Templated Nanozyme for Remedying Ischemic Stroke via Thrombolytic and Neuroprotective Actions. Advanced Materials. 2023, DOI: 10.1002/adma.202210144.
2. Deciphering the catalytic mechanism of superoxide dismutase activity of carbon dot nanozyme. Nature Communications. 2023, 14(1), 160.
3. Machine-learning-assisted single-vessel analysis of nanoparticle permeability in tumour vasculatures. Nature Nanotechnology. 2023, 18(6), 657.
4. Edge-Site Engineering of Defective Fe-N-4 Nanozymes with Boosted Catalase-Like Performance for Retinal Vasculopathies. Advanced Materials. 2022, 34(39), 2205324.
5. Matching the kinetics of natural enzymes with a single-atom iron nanozyme. Nature Catalysis. 2021, 4(5), 407.
6. Bioengineered Dual-Targeting Protein Nanocage for Stereoscopically Loading of Synergistic Hydrophilic/Hydrophobic Drugs to Enhance Anticancer Efficacy. Advanced Functional Materials. 2021, 4(5), 407.
Nat. Commun.：破译碳量子点的超氧化物歧化酶活性的催化机制
具有类超氧化物歧化酶（SOD）活性的纳米酶可清除体内大多数活性氧来源的超氧化物阴离子，因而引起了人们越来越多的兴趣和关注。然而，迄今为止报道的SOD纳米酶活性与天然酶活性还具有一定的距离。有鉴于此，中科院生物物理所阎锡蕴、范克龙和南开大学庞代文及西安交通大学张明真、刘翠等人报道了一种碳点（C-dot）SOD纳米酶，其催化活性超过10000U/mg，与天然酶相当。通过选定的化学修饰和理论计算，研究揭示了C-dot的类SOD活性依赖于羟基和羧基去结合超氧化物阴离子，以及与π-体系共轭的羰基进行电子转移。在缺血性中风雄性小鼠模型中，C-dot SOD纳米酶表现出氧化损伤细胞的内在靶向能力，并有效保护神经元细胞。总之，该研究揭示了C-点SOD纳米酶的构效关系，并证明了它们在治疗氧化应激相关疾病方面的潜力。
文献链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-023-35828-2
Nat. Nanotech.：机器学习辅助分析纳米颗粒在肿瘤脉管系统中的渗透性
纳米颗粒输送到肿瘤需要增强血管的渗漏性这一核心教条异质是一个颇具争议的话题。为了解决这一问题，南开大学黄兴禄和中科院生物物理所阎锡蕴、中科院自动化研究所田捷等人提出了一种利用基于蛋白质的纳米探针和基于图像分割的机器学习（nanoISML）的single-vessel定量分析方法。使用nanoISML，研究对来自32个肿瘤模型的>67000个个体血管进行了定量，揭示了蛋白质基纳米颗粒的高度异质性血管通透性。不同肿瘤中高渗透性血管的百分比相差>13倍，其中渗透性最低血管与渗透性最高血管的渗透能力相差>100倍。研究数据表明，被动外渗和跨内皮转运分别是高渗透性和低渗透性肿瘤血管的主要机制。为了阐释nanoISML辅助设计纳米药物的能力，作者开发了在低渗透肿瘤中具有改善跨内皮转运能力的基因定制型蛋白质纳米颗粒。该研究描绘了肿瘤血管通透性的异质性，并为下一代抗癌纳米药物的合理设计确定了方向。
文献链接：
https://www.nature.com/articles/s41565-023-01323-4
肿瘤免疫学研究近期代表性文献
1. A subpopulation of CD146(+) macrophages enhances antitumor immunity by activating the NLRP3 inflammasome. Cellular & Molecular Immunology. 2023, DOI: 10.1038/s41423-023-01047-4.
2. CD146 Associates with Gp130 to Control a Macrophage Pro-inflammatory Program That Regulates the Metabolic Response to Obesity. Advanced Science. 2023, 9(13), 2103719.
3. Constructing a nanocage-based universal carrier for delivering TLR- activating nucleic acids to enhance antitumor immunotherapy. Nano Today. 2023, 46, 101564.
4. CD146 coordinates brain endothelial cell-pericyte communication for blood-brain barrier development. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2017, 114(36), E7622.
Adv. Sci.：CD146与Gp130关联可控制巨噬细胞促炎性以调节对肥胖的代谢反应
肥胖相关代谢功能障碍的机制涉及全身炎症的发展，主要由巨噬细胞介导。将M1样脂肪组织巨噬细胞（ATMs）转换为M2样ATMs，被认为是肥胖相关代谢综合征的可行治疗策略。然而，重新建立ATM两极分化的机制仍然颇具挑战。中科院生物物理所阎锡蕴和段红霞等人发表研究表明，CD146+ATM在饮食诱导的肥胖过程中积累在脂肪组织中，并与体重增加、全身炎症和肥胖诱导的胰岛素抵抗有关。因此，巨噬细胞CD146基因失效或靶向CD146的抗体可减轻肥胖相关的慢性炎症和代谢功能障碍。研究显示，巨噬细胞CD146可与糖蛋白130（Gp130）相互作用，而糖蛋白130是白细胞介素-6细胞因子家族受体信号复合物的常见亚基。CD146/Gp130相互作用通过激活JNK信号传导和抑制STAT3（M2样极化的转录因子）的激活来促进ATM的促炎极化。而抗CD146抗体或白细胞介素-6对其相互作用的破坏可引导ATM走向抗炎极化，从而减轻肥胖诱导的小鼠慢性炎症和代谢功能障碍。结果表明，巨噬细胞CD146是促炎极化的重要决定因素，在肥胖诱导的代谢功能障碍中起着关键作用，因此CD146可能成为治疗肥胖并发症的新靶点。
文献链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202103719
PNAS：CD146可协调脑内皮细胞-周细胞通讯以影响血脑屏障发展
血脑屏障（BBB）的形成需要脑血管内皮细胞（EC）和周细胞的时空协调。一直以来，这一过程中协调周细胞-EC行为的分子机制还不完全清楚。中科院生物物理所阎锡蕴和广东医科大学Jingjing Zhang等人结合对EC-/周细胞特异性Cd146 KO小鼠和体外血脑屏障模型的分析，发现CD146可作为一种动态协调物，在血脑屏障发育过程中调节内皮细胞和神经血管单元内周细胞之间的通讯。该研究表明，在胚胎发生过程中，单细胞粘附受体CD146是协调周细胞-EC通讯和血脑屏障形成的重要调节因子。此外，研究也确定了CD146是与脑血管疾病相关的神经疾病的潜在关键治疗靶点。
文献链接：
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1710848114
历年NS系列
1. Deciphering the catalytic mechanism of superoxide dismutase activity of carbon dot nanozyme. Nature Communications. 2023, 14(1), 160.
2. Machine-learning-assisted single-vessel analysis of nanoparticle permeability in tumour vasculatures. Nature Nanotechnology. 2023, 18(6), 657.
3. Edge-Site Engineering of Defective Fe-N-4 Nanozymes with Boosted Catalase-Like Performance for Retinal Vasculopathies. Advanced Materials. 2022, 34(39), 2205324.
4. Matching the kinetics of natural enzymes with a single-atom iron nanozyme. Nature Catalysis. 2021, 4(5), 407.
5. CD146-HIF-1 alpha hypoxic reprogramming drives vascular remodeling and pulmonary arterial hypertension. Nature Communications. 2019, 10, 3551.
6. Standardized assays for determining the catalytic activity and kinetics of peroxidase-like nanozymes. Nature Protocols. 2018, 13(7), 1506.
7. In vivo guiding nitrogen-doped carbon nanozyme for tumor catalytic therapy. Nature Communications. 2018, 9, 1440.
8. The signalling receptor MCAM coordinates apical-basal polarity and planar cell polarity during morphogenesis. Nature Communications. 2017, 8, 15279.
9. CD146-HIF-1 alpha hypoxic reprogramming drives vascular remodeling and pulmonary arterial hypertension. Nature Communications. 2019, 10, 3551.
10. Wnt5a uses CD146 as a receptor to regulate cell motility and convergent extension. Nature Communications. 2013, 4, 2803.
11. Magnetoferritin nanoparticles for targeting and visualizing tumour tissues. Nature Nanotechnology. 2012, 7(7), 459.
12. Intrinsic peroxidase-like activity of ferromagnetic nanoparticles. Nature Nanotechnology. 2007, 2(9), 577.
Nat. Protocols：测定纳米酶活性和动力学的标准方法
鉴于纳米酶的物理化学性质和催化特性之间的复杂相互依赖性，当务之急是建立一个标准，通过该标准可以定量比较各种纳米酶的催化活性和动力学，这将有利于纳米酶基检测和诊断技术的发展。中科院生物物理所阎锡蕴和梁敏敏等人首先提出了一种用于测量和定义过氧化物酶纳米酶（最广泛使用的纳米酶类型）的催化活性单元和动力学的方案。研究描述了典型的基于纳米酶条的生物检测测试的详细实验程序，并证明在所提出的纳米酶催化标准的指导下，基于纳米酶的检测是可重复和可靠的。纳米酶的催化活性和动力学测定可以在4小时内进行。
文献链接：
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1710848114
Nat. Commun.：CD146-HIF-1 alpha乏氧重塑可驱动血管生成和肺动脉高压
肺动脉高压（PAH）是一种心肺单位的血管重塑疾病。由于对血管重塑的了解不完全，目前尚无治愈方法。中科院生物物理所阎锡蕴和中国农业大学罗永挺等人确定CD146缺氧诱导转录因子1α（HIF-1α）的交叉调节是血管重塑和PAH发病机制的关键决定因素。CD146在肺动脉平滑肌细胞（PASMCs/SMCs）中显著上调，并与疾病严重程度成比例。CD146表达和HIF-1α转录程序相互增强，使PASMC在生理上能够采用更合成的表型。通过基因消融SMC中的CD146破坏CD146-HIF-1α串扰减轻了慢性缺氧小鼠的肺血管重塑。引人注目的是，在两种啮齿动物模型中，用抗CD146抗体靶向该轴可以缓解已建立的肺动脉高压（PH）并增强心脏功能。这项研究为允许血管重塑的低氧重编程提供了机制见解，从而为通过直接调节CD146-HIF-1α交叉调节来对抗PAH的重塑治疗提供了概念证明。
文献链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-019-11500-6
Nat. Nanotech.：磁性铁蛋白纳米颗粒可靶向和可视化肿瘤组织
工程纳米颗粒已被用于提供有关疾病状态的诊断、治疗和预后信息。为这些目的开发的纳米粒子通常会使用复杂的过程和昂贵的试剂以修饰靶向配体（如抗体、肽或小分子或造影剂。此外，这种方法可能导致纳米颗粒表面上配体过量，从而导致非特异性结合和纳米颗粒聚集，最终降低检测灵敏度。中科院生物物理所阎锡蕴和梁敏敏等人证明了磁性铁蛋白纳米颗粒（M-HFn）可以用于靶向和可视化肿瘤组织，而无需使用任何靶向配体或造影剂。这其中，氧化铁纳米颗粒被封装在重组人重链铁蛋白（HFn）蛋白壳内，该蛋白壳与过表达转铁蛋白受体1（TfR1）的肿瘤细胞结合。氧化铁核在过氧化氢存在下可催化过氧化物酶底物的氧化，产生用于观察肿瘤组织的颜色反应。研究检查了来自9种癌症患者的474个临床标本，验证了这些纳米颗粒能够区分癌细胞和正常细胞，敏感性为98%，特异性为95%。
文献链接：
https://www.nature.com/articles/nnano.2012.90
高被引论文
1. Intrinsic peroxidase-like activity of ferromagnetic nanoparticles. Nature Nanotechnology. 2007, 2(9), 577.（被引频次4268）
2. Nanozyme: new horizons for responsive biomedical applications. Chemical Society Reviews. 2019, 48(14), 3683. （被引频次794）
3. Nanozymes: From New Concepts, Mechanisms, and Standards to Applications. Accounts of Chemical Research. 2019, 52(8), 2190. （被引频次671）
4. In vivo guiding nitrogen-doped carbon nanozyme for tumor catalytic therapy. Nature Communications. 2018, 9, 1440. （被引频次607）
5. Magnetoferritin nanoparticles for targeting and visualizing tumour tissues. Nature Nanotechnology. 2012, 7(7), 459. （被引频次537）
6. A Single-Atom Nanozyme for Wound Disinfection Applications. Angewandte Chemie-International Edition. 2019, 58(15), 4911. （被引频次492）
7. Standardized assays for determining the catalytic activity and kinetics of peroxidase-like nanozymes. Nature Protocols. 2018, 13(7), 1506. （被引频次462）
8. Iron Oxide Nanozyme: A Multifunctional Enzyme Mimetic for Biomedical Applications. Theranostics. 2017, 7(13), 3207. （被引频次325）
9. H-ferritin-nanocaged doxorubicin nanoparticles specifically target and kill tumors with a single-dose injection. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2019, 10, 3551. （被引频次323）
10. Matching the kinetics of natural enzymes with a single-atom iron nanozyme. Nature Catalysis. 2021, 4(5), 407. （被引频次321）
Nat. Nanotech.：铁磁纳米颗粒的类过氧物酶活性
含有磁性材料（例如磁铁矿（Fe3O4））的纳米粒子在成像和分离技术等方向具有重要的应用价值。由于这些纳米颗粒通常被认为是生物和化学惰性的，它们通常需要涂有金属催化剂、抗体或酶，以增加其作为分离剂的功能。中科院生物物理所阎锡蕴和Sarah Perrett等人发现磁铁矿纳米颗粒实际上具有类似于天然过氧化物酶的固有类酶活性，而天然过氧化物酶被广泛用于氧化废水处理中的有机底物或作为检测工具。基于这一发现，研究开发了一种新的免疫测定法，其中抗体修饰的磁铁矿纳米颗粒展现出了三种功能：捕获、分离和检测。这些纳米颗粒的稳定性、易于生产和多功能性使其成为医学、生物技术和环境化学中广泛潜在应用的强大工具。
文献链接：
https://www.nature.com/articles/nnano.2007.260
Nat. Commun.：体内引导氮掺杂碳纳米酶实现肿瘤催化疗法
具有内在类酶活性的纳米材料（纳米酶）已被广泛用作生物医学中的人工酶。然而，如何控制它们体内的表现仍然具有挑战性。扬州大学高利增和中科院生物物理所阎锡蕴等人报道了一种协调纳米酶靶向肿瘤细胞并选择性地发挥其破坏肿瘤的活性的策略。研究使用氮掺杂的多孔碳纳米球开发了一种纳米酶，该纳米球具有四种酶样活性（氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶），负责活性氧的调节。然后，研究引入铁蛋白以引导氮掺杂的多孔碳纳米球进入溶酶体，并以肿瘤特异性的方式促进活性氧的产生，从而在人类肿瘤异种移植小鼠模型中导致显著的肿瘤消退。总之，该研究证明氮掺杂的多孔碳纳米球是一种强大的纳米酶，能够调节细胞内活性氧，而铁蛋白化是一种很有前途的策略，可以使纳米酶靶向肿瘤细胞，用于体内肿瘤催化治疗。
文献链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-018-03903-8
Angew：可用于伤口消毒的单原子纳米酶
单原子催化剂（SACs）作为均相催化剂，在化学催化方面得到了广泛的探索。然而，很少有研究关注SAC在酶催化中的应用。北京化工大学刘惠玉和中科院生物物理所阎锡蕴、范克龙等人报道了含有原子分散的锌原子的锌基沸石咪唑骨架（ZIF-8）衍生的碳纳米材料可以作为高效的单原子过氧化物酶模拟物。为了揭示其结构-活性关系，研究系统地研究了单原子纳米酶（SAzyme）的结构演变。此外，利用密度泛函理论（DFT）计算揭示了SAzyme的配位不饱和活性锌位点和催化机理。SAzyme具有较高的治疗效果和生物安全性，在伤口抗菌应用方面显示出了巨大的前景。
文献链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201813994
来源：BioMed科技
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