上海
癫痫是一种常见的脑部疾病，部分患者对药物反应差，被称为“药物难治性癫痫”。传统手术需要开颅切除病灶，创伤大、风险高。因此，科学家一直在寻找一种既能精准清除癫痫灶，又不用开刀的微创疗法。
基于此，福建医科大学第一附属医院神经外科林元相、朱阳、王丰研究团队在《Materials Today Bio》杂志发表了“Iron single-atom nanozyme-mediated laser interstitial thermal therapy and anti-inflammatory effect for epilepsy”揭示了铁单原子纳米酶介导的激光间质热疗与抗炎作用在癫痫治疗中的应用。
本研究提出一种创新的微创癫痫治疗策略：将铁单原子纳米酶（Fe/SAN）与激光间质热疗（LITT）相结合。Fe/SAN具有优异的近红外光热转换效率可在无开颅条件下精准消融深部癫痫灶，同时其多酶模拟活性能有效清除活性氧、抑制神经炎症。借助近红外热成像，治疗过程可实时控温，确保安全精准。在海人酸诱导的癫痫小鼠模型中，该联合疗法显著减少癫痫发作频率和严重程度，改善空间记忆并缓解焦虑样行为。该“物理消融 + 微环境调控”双效策略，为药物难治性癫痫提供了极具前景的微创治疗新路径。
图一 Fe/SAN 纳米酶的综合表征
本研究通过主客体策略成功构建了铁单原子纳米酶（Fe/SAN）：将乙酰丙酮铁原位封装于ZIF-8笼内，经热解后获得保留十二面体形貌但表面粗糙的多孔碳材料。
多种先进表征手段证实，铁以原子级分散形式均匀嵌入碳基质中，未形成纳米颗粒；同步辐射XAFS与像差校正电镜直接观察到Fe–N配位结构，拟合结果表明每个铁原子与三个氮原子配位（Fe–N₃），其中高含量的吡啶氮为单原子锚定提供了关键位点。
材料具有良好的胶体稳定性、介孔结构（主孔径约3.79 nm）和高度石墨化的碳骨架，为其优异的光热转换效率和多酶模拟活性奠定了坚实的结构基础。
图二 Fe/SAN在癫痫小鼠模型中的神经调控功效
为评估Fe/SAN在癫痫（EP）小鼠模型中的治疗效果，作者通过立体定位注射KA至海马CA3区诱导癫痫发作。随后在病灶局部注射Fe/SAN并实施激光间质热疗（LITT）并通过大体切片验证了治疗部位。
在治疗后第28天，进行了脑电图（EEG）记录和行为学测试。经过三周治疗后，研究团队对癫痫小鼠进行了全面评估。行为监测（）和Racine评分显示，Fe/SAN联合激光治疗（LITT）显著减少了癫痫发作次数和严重程度。
在近红外激光（1.5 W）照射下，Fe/SAN组病灶温度30秒内迅速升至70°C以上，累积热剂量（CEM43 ≈ 412分钟）远超组织损毁阈值；而仅用激光的对照组（EP + Veh），无法有效升温，几乎无治疗作用。
脑电图显示，Fe/SAN治疗组的异常放电明显减少，脑电活动趋于正常，而未治疗组仍呈高频高幅癫痫样波。
在认知和情绪测试中：水迷宫实验：Fe/SAN组小鼠学习能力显著恢复，目标象限停留时间更长、穿越平台次数更多；
Y迷宫：工作记忆改善，探索行为更均衡；
高架十字迷宫：开放臂活动时间增加，表明焦虑样行为有效缓解。
综上，Fe/SAN介导的光热治疗不仅能精准消融癫痫灶，还能改善认知障碍和情绪异常，展现出“物理消融+神经保护”双重疗效。
图三 Fe/SAN在癫痫小鼠模型中的神经调控功效
实验结束后，研究人员对小鼠脑组织进行了全面的病理和分子分析。结果显示：HE 和尼氏染色表明，癫痫小鼠海马神经元排列紊乱、数量减少、尼氏体消失；而Fe/SAN治疗组显著保护了神经元结构，维持了细胞形态和尼氏体完整性。
ROS荧光染色和免疫荧光共标发现，癫痫导致神经元内活性氧（ROS）剧烈升高，而Fe/SAN明显降低ROS水平，尤其在神经元中效果最突出，说明神经元是其抗氧化作用的主要靶点。
NF-κB通路被癫痫强烈激活（P65和p-P65升高，IκBα下降），伴随大量促炎因子（IL-1β、IL-6、TNF-α）释放；Fe/SAN有效抑制该通路活化，显著减轻神经炎症。
凋亡相关蛋白检测显示，Fe/SAN上调抗凋亡蛋白Bcl-2，下调促凋亡蛋白Bax，发挥明显的抗神经元凋亡作用。
综上，Fe/SAN不仅通过光热精准消融癫痫灶，还能在病灶周围“修复微环境”：强力抗氧化、抗炎、抗凋亡，全面保护海马神经元。
总结
本研究开发了一种基于Fe/SAN与LITT结合的新型微创癫痫治疗策略。该系统不仅能精准消融癫痫灶，还能通过其多酶模拟活性清除ROS、抑制NF-κB介导的神经炎症，并保护神经元。在动物模型中，显著减少癫痫发作、改善认知与情绪障碍并修复海马结构损伤。凭借良好的生物相容性与靶向富集能力，Fe/SAN展现出向临床转化的巨大潜力，为药物难治性癫痫患者提供了全新治疗希望，也为纳米酶在神经系统疾病中的应用开辟了新路径。
文章来源：
https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2026.102810
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