上海
癲癇是一種常見的腦部疾病，部分患者對藥物反應差，被稱為“藥物難治性癲癇”。傳統手術需要開顱切除病灶，創傷大、風險高。因此，科學家一直在尋找一種既能精準清除癲癇灶，又不用開刀的微創療法。
基于此，福建醫科大學第一附屬醫院神經外科林元相、朱陽、王豐研究團隊在《Materials Today Bio》雜志發表了“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熱療與抗炎作用在癲癇治療中的應用。
本研究提出一種創新的微創癲癇治療策略：將鐵單原子納米酶（Fe/SAN）與激光間質熱療（LITT）相結合。Fe/SAN具有優異的近紅外光熱轉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，該聯合療法顯著減少癲癇發作頻率和嚴重程度，改善空間記憶并緩解焦慮樣行為。該“物理消融 + 微環境調控”雙效策略，為藥物難治性癲癇提供了極具前景的微創治療新路徑。
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，經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配位結構，擬合結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鍵位點。
材料具有良好的膠體穩定性、介孔結構（主孔徑約3.79 nm）和高度石墨化的碳骨架，為其優異的光熱轉換效率和多酶模擬活性奠定了堅實的結構基礎。
圖二 Fe/SAN在癲癇小鼠模型中的神經調控功效
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區誘導癲癇發作。隨后在病灶局部注射Fe/SAN并實施激光間質熱療（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。行為監測（）和Racine評分顯示，Fe/SAN聯合激光治療（LITT）顯著減少了癲癇發作次數和嚴重程度。
在近紅外激光（1.5 W）照射下，Fe/SAN組病灶溫度30秒內迅速升至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，Fe/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，Fe/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，展現出“物理消融+神經保護”雙重療效。
圖三 Fe/SAN在癲癇小鼠模型中的神經調控功效
實驗結束后，研究人員對小鼠腦組織進行了全面的病理和分子分析。結果顯示：HE 和尼氏染色表明，癲癇小鼠海馬神經元排列紊亂、數量減少、尼氏體消失；而Fe/SAN治療組顯著保護了神經元結構，維持了細胞形態和尼氏體完整性。
ROS熒光染色和免疫熒光共標發現，癲癇導致神經元內活性氧（ROS）劇烈升高，而Fe/SAN明顯降低ROS水平，尤其在神經元中效果最突出，說明神經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，顯著減輕神經炎癥。
凋亡相關蛋白檢測顯示，Fe/SAN上調抗凋亡蛋白Bcl-2，下調促凋亡蛋白Bax，發揮明顯的抗神經元凋亡作用。
綜上，Fe/SAN不僅通過光熱精準消融癲癇灶，還能在病灶周圍“修復微環境”：強力抗氧化、抗炎、抗凋亡，全面保護海馬神經元。
總結
本研究開發了一種基于Fe/SAN與LITT結合的新型微創癲癇治療策略。該系統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介導的神經炎癥，并保護神經元。在動物模型中，顯著減少癲癇發作、改善認知與情緒障礙并修復海馬結構損傷。憑借良好的生物相容性與靶向富集能力，Fe/SAN展現出向臨床轉化的巨大潛力，為藥物難治性癲癇患者提供了全新治療希望，也為納米酶在神經系統疾病中的應用開辟了新路徑。
文章來源：
https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2026.102810
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