近日，安徽医科大学王咸文教授团队与北京化工大学刘惠玉教授和安徽工业大学闫岩教授合作，报道了一种通过溶液浸渍法合成的铜单原子负载二硫化钼纳米酶（Cu SAs/MoS₂），这种具有多种功能的纳米酶不仅可以有效杀死细菌，还可以减缓细菌耐药性的发展，以对抗耐药细菌感染。相关工作以Copper Single‑Atoms Loaded on Molybdenum Disulphide Drive Bacterial Cuproptosis-Like Death and Interrupt Drug-Resistance Compensation Pathways为题发表在著名期刊Nano-Micro Letters，期刊最新影响因子36.3。

文章研究背景

随着抗生素的滥用，细菌耐药性已演变为全球性的公共卫生危机，典型例子是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）。为应对抗生素压力，细菌常启动补偿性突变机制，通过改变代谢途径或重塑细胞壁来抵消药物作用，传统治疗因此变得愈发困难。纳米酶是一类模拟天然酶催化活性的纳米材料，其核心优势在于催化特定化学反应的能力，特别是通过氧化损伤表现出显著的抗菌潜力。纳米酶虽能产生活性氧（ROS）诱导氧化损伤，但单一杀菌模式易诱发细菌适应性抵抗，且受限于细菌内部高表达的抗氧化系统，如GSH。因此，亟须开发一种能够突破细菌抗氧化防线、实现高效杀菌、并从源头阻断耐药补偿通路的综合治疗策略，是当前抗菌研究的重要方向。

CSIM130共聚焦系统在文中的部分应用实例

1. 活性氧标记和细菌活/死实验

作者通过活性氧标记和细菌活/死实验对Cu SAs/MoS₂的体外抗菌活性进行验证。通过2′,7′-二氯二氢荧光素二醋酸盐（DCFH-DA）荧光探针检测显示，Cu SAs/MoS₂ + H₂O₂组细菌中的细胞内活性氧水平显著高于MoS₂ + H₂O₂组，对应于Pod样活性。此外，采用Syto9/PI染色的细菌活/死共聚焦显微镜图像，与平板计数法获得的存活率结果相一致。

2. 生物膜抑制实验3D成像和活性氧探针3D成像

作者通过桑尼CSIM 130共聚焦系统观察Cu SAs/MoS₂对细菌生物膜形成的抑制情况和活性氧的产生情况，直观反映其抗菌能力的强弱。通过用PI染料标记活细菌并构建3D荧光生物膜图像，抑制和破坏组中的生物膜呈现出弱的绿色荧光和离散的形态，15μm厚生物膜的荧光定量分析显示，深层生物膜的荧光强度显著下降，表明生物膜受到严重破坏。随后，用DCFH-DA探针检测显示，用MoS₂和Cu SA/MoS₂处理的生物膜产生大量的活性氧，这是生物膜破坏的重要原因。

3. 荧光定量分析

作者采用荧光定量分析技术来进一步证实Cu SAs/MoS₂对生物膜的破坏作用。生物膜破坏通常伴随着细胞外聚合物（PS）中的多聚糖（用麦胚凝聚素（WGA）染色）和蛋白质（用SYPRO染色）的释放，这是生物膜结构干扰和分解的迹象。在MoS₂和Cu SAs/MoS₂组中，生物膜的PS成分明显降解和释放，进一步证实了生物膜结构的破坏（图6 g，h）。特别是，Cu SA/MoS₂处理组表现出更大的PS释放，表明其生物膜破坏能力更强。。

4. 小鼠皮肤组织荧光成像

作者通过对实验动物组织的成像来进一步揭示Cu SAs/MoS₂的治疗能力。小鼠皮肤组织中生物标志物的荧光染色表明，用Cu SA/MoS₂处理有效减轻了皮肤组织中的炎症反应（降低了NOS和IL-6的水平），同时增强了抗炎和组织修复过程（增加了CD206和IL-10的水平）。这些发现表明巨噬细胞的极化从促炎M1型转变为抗炎和促进修复的M2型，从而促进炎症消退和组织愈合，证实了Cu SA/MoS₂在促进皮肤修复方面的积极作用。此外，CD31和血管内皮生长因子的表达升高反映了血管生成活性的增强。

总结

本研究中，作者成功开发了一种多功能纳米酶（Cu SAs/MoS₂）用于治疗烧伤感染伤口。通过以原子均匀的方式将Cu SA负载到MoS₂上，Cu SA/MoS₂的Pod样和GSH-PX样活性显著增强。Cu SA/MoS₂大量释放的活性氧抑制了细菌的多种代谢途径，表现出强大的抗菌能力。与此同时，氧化损伤导致大量Cu₂+流入细菌，诱导细菌程序性铜化样死亡。Cu SA/MoS₂通过抑制耐药细菌的能量代谢和细胞壁合成，扰乱耐药细菌的补偿途径，不仅有效抑制耐药细菌的生存，而且限制了细菌耐药的发展。体内结果表明，Cu SA/MoS₂显著减轻炎症反应，同时促进血管生成、细胞增生和组织重塑，全面改善烧伤伤口的愈合过程。这项工作在纳米酶设计领域提供了新的思路，并提供了一种创新的治疗策略来解决全球抗生素耐药性问题，预计将助力耐药感染的治疗方面取得新的突破。

文中使用桑尼CSIM 130进行成像实验