吳富根Small:耗竭葡萄糖和氧氣的納米反應器實現(xiàn)腫瘤饑餓療法和缺氧激活的化學動力學


Fenton反應介導的化學動力學療法(CDT)可以通過將H2O2轉化為劇毒的HO?殺死癌細胞。然而,諸如腫瘤組織中H2O2水平不足和Fenton反應效率低的問題嚴重限制了CDT的性能。東南大學吳富根設計了載有前藥替拉帕明(TPZ)的人血清白蛋白(HSA)-葡萄糖氧化酶(GOx)混合物,并用由鐵離子(Fe3+)和鞣酸(TA)組成的金屬-多酚網絡進行了改性,從而制備了稱為HSA–GOx–TPZ–Fe3+–TA(HGTFT)的自擴增納米反應器,用于通過外源H2O2產生和TA加速的Fe3 + / Fe2 +轉化進行可持續(xù)的級聯(lián)癌癥治療。

HGTFT納米反應器可以有效地將氧氣轉化為HO?,消耗葡萄糖進行饑餓療法,并為TPZ自由基介導的化療提供低氧環(huán)境。此外,該納米反應器可以顯著提高細胞內活性氧的含量和低氧水平,降低細胞內谷胱甘肽的含量,并在腫瘤中釋放金屬離子,以進行金屬離子干擾治療(也稱為“離子干擾治療”或“金屬離子療法”)。此外,納米反應器還可以增加腫瘤的缺氧水平并有效抑制腫瘤的生長。具有可持續(xù)和級聯(lián)抗癌性能以及優(yōu)異生物安全性的這種腫瘤微環(huán)境可調節(jié)納米反應器代表了納米醫(yī)學的進步。

在這項工作中,作者利用天然多酚(TA)和Fe3+之間的配位作用,通過自組裝來穩(wěn)定負載TPZ的HSA-GOx蛋白混合物,從而形成HGTFT納米反應器。形成的HGTFT納米反應器可以耗盡腫瘤區(qū)域中的O2和葡萄糖,并介導饑餓和缺氧激活的可持續(xù)和級聯(lián)癌癥治療。HGTFT可以有效地將氧氣轉化為高毒性的HO?,消耗葡萄糖實現(xiàn)饑餓療法,并為TPZ介導的化療提供低氧的微環(huán)境。體內研究表明,HGTFT納米反應器具有顯著的腫瘤積累,令人滿意的抗癌性能和良好的生物安全性。

這項工作首次驗證了GOx,TPZ前藥和Fe3+-TA金屬-多酚網絡具有可持續(xù)的和級聯(lián)的抗癌功效。鑒于其強大的抗癌活性和出色的生物安全性,該策略是有針對性的協(xié)同癌癥治療典范,在臨床癌癥治療中具有巨大的潛力。


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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202000897
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