我校刘惠玉教授团队与中科院理化技术研究所合作在《Angew. Chem. Int. Ed.》发表研究论文
近日，我校软物质科学与工程高精尖创新中心、有机无机复合材料国家重点实验室刘惠玉教授与中科院理化技术研究所张铁锐研究员课题组合作在《Angew. Chem. Int. Ed.》发表题为“Nanozyme with Photo-Enhanced Dual Enzyme-Like Activities for Deep Pancreatic Cancer Therapy”的研究论文，该项工作首次构建一种响应肿瘤微环境H 2 O 2 ，同时发挥类过氧化物酶以及类过氧化氢酶活性的新型纳米酶（PtFe@Fe 3 O 4 ）。通过介入手段达到原位光增强类酶活性并协同光热效应治疗深部胰腺癌。在体内外治疗中均表现出优异的抗癌效果。
a) 原位胰腺癌治疗示意图；b) 纳米酶理化性质表征及体内治疗。
肿瘤微环境具有微酸、乏氧以及过氧化氢等代谢物普遍高于正常组织等特点。其中肿瘤的乏氧不仅会增强肿瘤细胞对化疗药的抵抗能力，同时也是肿瘤远端转移的主要诱因。自2007年Fe 3 O 4 纳米颗粒被首次报道具有过氧化物酶活性以来，纳米酶领域得到迅速的发展。纳米酶作为一种新型可控纳米催化药物，因兼具纳米材料的独特性质和天然酶的催化活性，在肿瘤催化治疗领域展现出了非凡的优势。基于肿瘤微环境响应的纳米酶肿瘤催化治疗策略受到研究者的广泛关注。如何巧妙设计纳米酶使其在肿瘤微环境下高效发挥催化活性至关重要。基于此，该团队首次构建一种响应肿瘤微环境H 2 O 2 ，同时具有类过氧化物酶以及类过氧化氢酶活性的新型纳米酶（PtFe@Fe 3 O 4 ）。PtFe@Fe 3 O 4 能够有效分解H 2 O 2 同时产生氧气和羟基自由基，克服肿瘤乏氧环境并有效杀伤肿瘤细胞。相比于Fe 3 O 4 ，其类过氧化物酶的Vmax以及产氧速率分别提高了2.9倍和1.4倍。在808 nm激光照射下，该纳米酶的双酶活性得到显著增强。此外，PtFe@Fe 3 O 4 纳米酶可能的催化机制被进一步揭示。在该催化过程中，Fe 3 O 4 充当电子泵的作用，使Pt处于富电子状态，从而实现增强的催化活性。在近红外光的刺激下，由于PtFe表面等离子共振的存在，其催化活性进一步地得到提升。利用微创介入的手段，实现了体内原位增强双酶活性，结合材料本身的光热效应，实现了深部胰腺癌的高效治疗。相信该工作将为探索新型纳米酶基肿瘤催化治疗策略开辟新的视野。
本文第一作者为我校生命学院硕士研究生李闪闪。本文通讯作者生命学院刘惠玉教授，其课题组长期致力于纳米生物材料制备基础与结构调控，癌症诊治等健康工程应用，近期研究成果相继刊发在Angew. Chem. Int. Ed. 2019, DOI: 10.1002/anie.201904751, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 1902476; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 1813994; Adv. Mater., 2018, 30, 1800180; Adv. Sci., 2019, 6, 1801507; ACS Nano, 2018, 12, 9022; Small, 2018, 14, 1801812等期刊上。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201904751