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光激活纳米酶肿瘤可持续级联治疗

自然界一切生命现象都与酶相关,其中就包括众多以非金属或金属为催化中心(辅因子)的蛋白酶,在生命活动中参与高效的生化反应。随着纳米医学的不断发展,通过模拟天然酶的活性,研究者们开发出了各类具有酶活性的无机纳米酶,凭借其优异的催化性能以及对纳米酶催化机理的深入理解,不同酶活性的纳米酶已经在生物痕量检测、肿瘤早期诊断与治疗、抗氧化老、抗菌等方面表现出巨大的应用潜力。但受肿瘤所处特殊环境的影响,纳米酶的肿瘤治疗疗效往往无法实现最大化,亦不可持续杀伤肿瘤细胞。例如,由于内源性H2O2供应有限,基于Fe3O4纳米酶的治疗效率通常不可持续,而抗氧化剂浓度的提高(主要是谷胱甘肽)则会影响催化治疗效率,所以需要引入额外疗法进行联合治疗,这使得纳米酶的制造、封装、递送和释放过程变得更加复杂。自2007年首次报道Fe3O4纳米粒子具有辣根过氧化物酶活性以来,虽然已经有许多关于纳米酶的报道,但大部分均是模仿过氧化物酶,纳米酶选择仍十分有限,这也大大限制了它们备受期待的应用潜力。


南京工业大学董晓臣教授团队联合新加坡南洋理工大学陈鹏教授和浙江省人民医院牟晓洲教授开发的Fe3O4/Ag/Bi2MoO6光激活纳米酶有效地弥补了以上缺陷。在这项工作中,Fe3O4和Ag的掺入使吸收紫外线的Bi2MoO6具有很强的近红外二区吸收特性,大大增强了其光催化活性、铁磁和光热效应,使磁共振、光声和光热成像能够引导肿瘤的纳米催化疗法。机理研究表明,高效的治疗效率归因于化学动力学治疗、光动力学治疗和光热治疗之间的协同作用,以及级联纳米催化反应和多酶活性之间耦合效应导致的可持续和自我补充式抗肿瘤策略。这项研究为设计高效、特异性和低副作用的肿瘤纳米催化疗法及其他治疗应用(如抗菌疗法、传感器)的新型纳米酶提供了新的见解。

光激活纳米酶抗肿瘤作用机制示意图。图片来源:Adv. Mater.


这一成果近期发表在Advanced Materials 上,文章的第一作者是南京工业大学博士研究生曹长宇杨楠和上海复旦大学肿瘤医院邹海博士。


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Fe3O4/Ag/Bi2MoO6 Photoactivatable Nanozyme for Self-replenishing and Sustainable Cascaded Nanocatalytic Cancer Therapy

Changyu Cao, Hai Zou, Nan Yang, Hui Li, Yu Cai, Xuejiao Song, Jinjun Shao, Peng Chen, XiaozhouMou, Wenjun Wang, Xiaochen Dong

Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202106996


董晓臣教授简介


董晓臣,南京工业大学教授,博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者。2007年于浙江大学取得博士学位,2007-2012新加坡南洋理工大学博士后,2012年8月至今南京工业大学教授。


董晓臣教授长期从事生物光电子和柔性可穿戴电子器件的研究,先后主持和完成国家、省部级科研项目二十多项,在Chemical Society Review、Physical Review Letters、ACS Nano、Advanced Materials 等期刊发表SCl 收录研究论文280 多篇,他引18600多次,编写专著《生物光电子学》一部;荣获江苏省科学技术一、二等奖(2017年,2019年)各1项,教育部高等学校科学研究优秀成果二等奖1项;2018-2020年全球高被引科学家。


https://www.x-mol.com/university/faculty/27732 


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