當(dāng)今社會(huì)快速發(fā)展，人們的生活壓力不斷增長(zhǎng)，環(huán)境污染、飲食作息不規(guī)律等因素，導(dǎo)致罹患癌癥的人數(shù)越來越多。癌癥的早期診斷與治療方法，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的研究重點(diǎn)。

2021年，華中科技大學(xué)同濟(jì)藥學(xué)院張曉娟/項(xiàng)光亞團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，循環(huán)反應(yīng)介導(dǎo)的自供應(yīng)H₂O₂ 和O₂，可以用于協(xié)同化學(xué)動(dòng)力學(xué)/癌癥饑餓治療。該研究以Cyclic reactions-mediated self-supply of H₂O₂ and O₂ for cooperative chemodynamic/starvation cancer therapy為題，發(fā)表于國(guó)際期刊Biomaterials。

基本信息

文章標(biāo)題：
Cyclic reactions-mediated self-supply of H₂O₂ and O₂ for cooperative chemodynamic/starvation cancer therapy
中文標(biāo)題：
循環(huán)反應(yīng)介導(dǎo)的自供應(yīng)H₂O₂和O₂可用于協(xié)同化學(xué)動(dòng)力學(xué)/癌癥饑餓治療
發(fā)布期刊：
Biomaterias
發(fā)表時(shí)間：
2021
影響因子：
12.479
通訊作者單位：
華中科技大學(xué)同濟(jì)藥學(xué)院

研究背景

羥基自由基(·OH)介導(dǎo)的化學(xué)動(dòng)力學(xué)治療(CDT)，和基于葡萄糖氧化酶(GOx)饑餓治療(ST)，是兩種新興的抗腫瘤方法，分別受酸/H₂O₂不足和腫瘤缺氧的限制。據(jù)此，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種脂質(zhì)體納米平臺(tái)，共傳遞CaO₂/Fe(OH)₃納米復(fù)合材料和GOx分子，通過互補(bǔ)效應(yīng)協(xié)同CDT/ST。

基于鐵離子引發(fā)的芬頓反應(yīng)中，CaO₂供應(yīng)的H₂O₂不僅能產(chǎn)生·OH，為CDT提供充足的H₂O₂，還能產(chǎn)生O₂，來提高在缺氧條件下GOx的催化效率。同時(shí)，增強(qiáng)的ST產(chǎn)生葡萄糖酸和H₂O₂，能夠進(jìn)一步加強(qiáng)CDT。 通過體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，研究人員證明了基于循環(huán)芬頓/饑餓反應(yīng)的相互增強(qiáng)模式，提供了一種新穎有效的抗癌機(jī)制，能有效緩解癌癥乏氧。

數(shù)據(jù)展示

圖示：注射生理鹽水和LCFG，通過生化方法分析小鼠的血液
檢測(cè)肌酐（CRE）、血尿素氮（BUN）、
丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）

為了檢驗(yàn)脂質(zhì)納米材料是否會(huì)引起腎毒性和肝毒性，實(shí)驗(yàn)人員對(duì)小鼠分別注射了生理鹽水和LCFG，結(jié)果顯示，LCFG納米顆粒沒有引起腎毒性和肝毒性。

研究成果


圖示：(A) LipoCaO₂/Fe(OH)₃-GOx的合成過程
(B) 用太極圖解釋循環(huán)芬頓/饑餓反應(yīng)

步驟1
酸性TME使CaO₂/Fe(OH)₃納米復(fù)合材料分解，生成H₂O₂和Fe³⁺；
步驟2
H₂O₂與Fe³⁺反應(yīng)生成O₂和·OH，觸發(fā)芬頓反應(yīng)；
步驟3
產(chǎn)生的O₂促進(jìn)了GOx的催化效率，提高了ST對(duì)進(jìn)一步消除腫瘤的療效。

另外，在饑餓過程中，產(chǎn)生了葡萄糖酸和H₂O₂，形成酸性和氧化環(huán)境，促進(jìn)CDT產(chǎn)生·OH。

總地來說，一項(xiàng)反應(yīng)的反應(yīng)物，可以由另一種物質(zhì)的“副產(chǎn)物”提供，形成一個(gè)類似循環(huán)的催化過程。基于體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究人員證明了這種相互強(qiáng)化形式的芬頓/饑餓反應(yīng)，為CDT/ST協(xié)同緩解癌癥乏氧，提供了一種新穎而有效的抗癌機(jī)制。



                                                                      文獻(xiàn)中使用Elabscience^®產(chǎn)品