image: Z@Ce6/CaP@CB的合成过程及治疗机制示意图 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
活性氧(ROS)作为信号载体在恶性肿瘤的进化过程中具有重要作用。ROS在适当的浓度范围内可以介导信号转导和细胞生长。但是,打破细胞内ROS阈值则会造成胞内蛋白质和DNA结构的破坏,进而导致细胞凋亡。因此,增加肿瘤部位ROS的含量已经成为一种有效的癌症治疗方法。尽管近年来基于ROS的肿瘤疗法(如光动力疗法和化学动力疗法)已经取得了长足发展,但由于肿瘤微环境中氧气和过氧化氢含量相对较低、外部刺激源的穿透深度有限、芬顿反应严格的反应条件(pH 3-4)等原因,ROS在肿瘤部位的产生效率有限,导致其治疗效果不佳。因此,在温和的体内条件下,如何在没有外界能量刺激的情况下选择性地产生足够量的ROS仍然是癌症治疗领域的一个巨大挑战。
最近,中国科学院长春应用化学研究所研究团队(刘洋博士,王樱蕙副研究员,宋术岩研究员以及张洪杰院士)在《国家科学评论》(National Science Review, NSR)发表研究论文,设计开发了无需外部能量刺激即可选择性地在肿瘤部位产生大量ROS的具有多米诺效应的级联ROS纳米炸弹(ZnO2@Ce6/CaP@CPPO/BSA,命名为Z@Ce6/CaP@CB)。
研究表明:Z@Ce6/CaP@CB可以在肿瘤部位特异性的级联产生多种ROS。CaP壳和ZnO2核会在酸性刺激下逐级降解并释放Ca2+,Zn2+和H2O2。一方面,Zn2+可以通过抑制线粒体电子传输链来增强内源性·O2-和H2O2的生成。另一方面,大量外源性H2O2的产生可以导致肿瘤细胞氧化损伤,并进一步激活CPPO介导的化学能激发的光动力治疗。此外,ROS引起的氧化应激会导致细胞内Ca2+的过量积累,并进一步导致Ca2+超载诱导的细胞死亡。最重要的是,Z@Ce6/CaP@CB纳米炸弹的引入不仅可以实现对原发性肿瘤的高效治疗,而且还可以有效的激活机体的抗肿瘤免疫响应,实现对转移和复发肿瘤的抑制(见图)。
文章信息:
Cascade-responsive Nanobomb with domino effect for anti-tumor synergistic therapies
https://doi.org/10.1093/nsr/nwab139
Journal
National Science Review