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抑制线粒体呼吸链,调控乳酸代谢——自循环增强的磁性纳米平台

近年来,基于活性氧(ROS)调控的化学动力学治疗(CDT)策略在肿瘤治疗领域显示出了广阔的前景。CDT利用芬顿或类芬顿反应试剂(一般为铁基、铜基)催化肿瘤部位过量的H2O2,产生高毒性ROS,从而杀死肿瘤细胞。然而,肿瘤微环境的微酸性(pH 6.5-6.9)不能满足高效的芬顿反应发生的酸性条件(pH 3.0-5.0),以及不可避免的“脱靶”毒性,导致目前CDT的抗癌效果受到极大限制。因此,需要开发新型的CDT策略以实现高效、特异性的肿瘤治疗。


近日,湖南大学宋国胜教授(点击查看介绍)开发了一种新型的酸响应的级联放大催化纳米催化系统(FePt@FeOx@TAM-PEG),用于肿瘤特异性催化治疗。在生理环境中,疏水性三苯氧胺(TAM)为壳可以阻止FePt @ FeOx接触H2O2,从而导致FePt @ FeOx的惰性催化活性。重要的是,FePt @ FeOx @ TAM-PEG在TME中被分解,因为基于氨基质子化过程,pH响应从疏水性TAM转变为亲水性TAM,从而通过FePt @ FeOx-的类芬顿反应催化肿瘤中的过氧化氢产生ROS。此外,释放的TAM能够抑制线粒体电子传输链处的复合物I,并能够增加癌细胞内糖酵解和乳酸的积累。有趣的是,乳酸的积累能够上调肿瘤中的酸度水平,从而加速了FePt@FeOx@TAM-PEG的分解,并增强了FePt@FeOx的类芬顿反应效率,从而产生了大量的ROS。FePt@FeOx@TAM-PEG的这种自循环分解和肿瘤pH降低导致的自增强催化作用可以显着改善细胞内的氧化应激。FePt @ FeOx和TAM的组合达到了化学疗法和CDT之间的协同作用,并且实现了比单独的FePt @ FeOx或TAM大大提高的治疗效果。因此,作者提出了自我放大的活性氧产生的新见解,可用于增强的肿瘤特异性催化治疗,并具有最小的脱靶毒性。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

An Acidity‐Unlocked Nanoplatform Enables Self‐Boosting ROS Generation through Upregulation of Lactate for Highly Specific Chemodynamic Therapy

Linan Shi, Youjuan Wang, Cheng Zhang, Yan Zhao, Chang Lu, Baoli Yin, Yue Yang, Xiangyang Gong, Lili Teng, Yanlan Liu, Xiaobing Zhang, Guosheng Song

Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202014415


研究团队简介


宋国胜,湖南大学教授。主要研究方向:发展可激活纳米探针(光声成像、长余辉、化学发光、核磁成像),用于癌症的早期诊断及疗效检测;开发肿瘤治疗新策略和新技术。相关成果发表在(第一或通讯作者)Nature Biomed. Eng. (1), Chem (1), Angew. Chem.(2), JACS (1), Anal. Chem.(4), CCS Chem (1), Chem. Sci.(1), Adv. Mater. (4),Nano Lett. (2),ACS Nano (1),Adv. Funct. Mater. (3),Biomaterials (2),Small (1) 等领域权威期刊,19篇发表于“影响因子 > 10”的期刊,论文总引用>5000次。SCI “H-index”为41。入选“长江学者奖励计划”-青年学者。


http://grjl.hnu.edu.cn/p/3A9DA10AEC03E9909BE4A4A5624CF1A9

https://www.x-mol.com/groups/zhang_xiaobing


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