Cerium oxide nanoparticle: A remarkably versatile rare earth nanomaterial for biological applications

2013年3月7日 NPG Asia Materials 6, e3 (2013) doi:10.1038/am.2013.88


セリウムは2つの酸化状態間を素早く切り替えることができる。そのため、酸化セリウムは、酸化触媒としても還元触媒としても働くユニークな機能を持つ。このたび、中国科学院のCan XuおよびXiaogang Quは、この二重触媒活性が、がん検出検査や新しい生物医学応用に利用可能な、酵素様の挙動をもたらす仕組みについて概説している。酸化セリウムナノ粒子は、遊離基(フリーラジカル)による損傷を修復し、体内の有害な活性酸素を除去するスーパーオキシドジムスターゼやカタラーゼなどの酵素種を模倣したものだ。酸化セリウムナノ材料は、アルツハイマー病の治療における血液脳関門通過など、従来の薬剤では到達できないような細胞空間にも入り込めるほど小さいため、変性疾患に対する強力な治療法につながる可能性がある。しかし一方で、酸化セリウムナノ粒子には毒性も懸念されることから、著者たちは、系統的な生物学的検査の必要性についても強調している。

Rare-earth nanoparticles: Easy enzyme emulation
Cerium oxide nanoparticles have the unique power to act as both oxidation and reduction catalysts, thanks to the ability of cerium to rapidly switch between two oxidation states. Can Xu and Xiaogang Qu from the Chinese Academy of Sciences review how this dual catalytic activity yields enzyme-like behavior that can be harnessed for cancer-detecting assays and new biomedical applications. The nanoparticles mimic enzyme species, such as superoxide dismutases and catalases, that repair the damage caused by free radicals and reduce harmful reactive oxygen levels in the body. With tiny dimensions that allow them to enter cellular spaces inaccessible to traditional medicines — including crossing the blood–brain barrier for Alzheimer’s disease treatments — these nanomaterials may offer potent remedies against degenerative diseases. Xu and Qu stress the need for systematic biological testing, however, to resolve possible toxicity concerns.


NPG Asia Materials ISSN 1884-4049(Print) ISSN 1884-4057(Online)