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陈克正教授团队在纳米酶高效精准癌症治疗方面取得重要进展

癌症严重危害人类健康,如何实现无副作用癌症治疗是目前世界公共卫生的主要难题之一。氧化应激疗法是一种新兴的癌症治疗手段。该方法以活性氧自由基(ROS)为媒介,通过破坏体内氧化还原平衡,高效杀伤癌细胞。纳米生物医药的兴起极大推动了肿瘤氧化应激疗法的发展。其中,铁基仿酶纳米材料(纳米酶)日益受到学者的广泛关注。铁基纳米酶具有催化芬顿反应的巨大潜力,促进双氧水向羟基自由基的转化,进而实现肿瘤原位氧化应激治疗,但如何实现纳米酶活性设计、癌症治疗靶向性以及生物安全性等问题,仍极具挑战性。

近日,我校材料学院陈克正教授、王玮教授与中国医学科学院放射医学研究所刘鉴峰研究员(材料学院特聘教授)合作,在一区期刊Chemical Engineering Journal(影响因子10.652)发表标题为“Trienzyme-like Iron Phosphates-Based (FePOs) Nanozyme for Enhanced Anti-tumor Efficiency with Minimal Side Effects”的高水平论文,硕士生王中强和博士生李国梁为该论文的共同第一作者。

团队成员通过简易的水热法制备了非晶FePOs纳米酶,依据其多酶催化特性实现生物学癌症治疗应用。文中指出,FePOs纳米酶具有pH响应敏感性,在肿瘤微酸性和双氧水过表达的双重刺激下,主要表达过氧化物酶(POD)活性,实现了高效肿瘤消融;而在正常组织(中性环境)中,则主要表达超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢模拟酶(CAT)活性,实现顺序串联,逐步降低正常组织中的ROS水平。体外实验结果显示,FePOs纳米酶对诱导多种癌细胞快速凋亡具有广谱性,对正常细胞防护具有选择性。动物抑瘤实验显示肿瘤体积消融率高达84.4%,周围皮肤组织以及主要脏器组织均未发生明显变化。该项工作开发了一种新颖的多酶催化铁基纳米制剂,为纳米酶在肿瘤靶向治疗中的应用提供了新思路。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125574

本工作得到了国家优青基金、国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的资助。


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