結(jié)腸癌是全球最常見(jiàn)的癌癥之一,死亡率很高。結(jié)腸癌腫瘤組織中過(guò)表達(dá)的內(nèi)源性硫化氫作為一種重要的氣體傳遞介質(zhì),在一定濃度下可促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞增殖和腫瘤組織周圍血管生成,對(duì)結(jié)直腸癌的發(fā)展具有重要作用。因此,設(shè)計(jì)特異性H2S響應(yīng)的納米生物材料對(duì)結(jié)直腸癌的特異性精準(zhǔn)治療具有重要意義。浙江大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院周民研究員團(tuán)隊(duì)近年來(lái)準(zhǔn)對(duì)硫化氫與結(jié)腸癌相關(guān)作用及特異性診療進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。近日,該團(tuán)隊(duì)在納米生物材料領(lǐng)域期刊《Small》發(fā)表了題目為“H2S-Scavenged and Activated Iron Oxide-Hydroxide Nanospindles for MRI-Guided Photothermal Therapy and Ferroptosis in Colon Cancer”的研究論文。(DOI: 10.1002/smll.202001356)
作為最近得到確認(rèn)的第三個(gè)氣體信號(hào)分子,硫化氫在腫瘤、尤其是結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展中具有廣泛的生理和病理作用。在生理濃度范圍內(nèi)硫化氫可以通過(guò)激活KATP、鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶-cGMP通路等方式在腫瘤周圍刺激新生血管形成、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞線粒體的電子轉(zhuǎn)位改善腫瘤細(xì)胞供能,從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移能力。本研究中,周民團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種生物相容性的羥基氧化鐵納米紡錘體(FeOOH NSs),具有磁共振成像(MRI)、鐵死亡以及基于硫化氫微環(huán)境的級(jí)聯(lián)反應(yīng)的聯(lián)合方法用于治療結(jié)腸癌。FeOOH NSs能高效的清除治療結(jié)腸癌組織中內(nèi)源性硫化氫氣體抑制腫瘤的生長(zhǎng)。隨后,還原性的硫化氫還可以通過(guò)還原反應(yīng)從而產(chǎn)生FeS,顯示出近紅外觸發(fā)的光熱治療能力和Fe2+介導(dǎo)的鐵死亡功能。同時(shí),制備的FeOOH-NSs作為一種有效的磁共振造影劑,能對(duì)腫瘤組織進(jìn)行MRI成像。另外,三個(gè)月內(nèi)可毒性評(píng)估表明FeOOH NSs對(duì)小鼠的有可忽略的毒性。此外,研究還發(fā)現(xiàn),F(xiàn)eOOH-NS對(duì)其他腫瘤模型(如4T1乳腺癌)沒(méi)有任何治療效果。因此,上述研究結(jié)果生物相容性的FeOOH NSs可以特異性的治療結(jié)腸癌,可能推動(dòng)硫化氫反應(yīng)的FeOOH NSs的臨床轉(zhuǎn)化的可行性。
浙江大學(xué)周民研究員為論文通訊作者。論文第一作者是課題組博士后李楊楊,課題組博士生祁宇宸是論文的共同第一作者。研究工作得到了浙江大學(xué)惡性腫瘤預(yù)警與干預(yù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)代光學(xué)儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大力支持,該研究也得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中央軍委科技委、中國(guó)博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202001356
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