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中山大學(xué)吳玫穎/中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所梅林 Small:具有多重催化活性的銅摻雜聚吡咯用于超聲增強(qiáng)的納米催化腫瘤治療
2022-06-21  來(lái)源:高分子科技

  腫瘤微環(huán)境的氧化穩(wěn)態(tài)對(duì)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、轉(zhuǎn)移等提供了充足的條件,而氧化穩(wěn)態(tài)的失衡則會(huì)引發(fā)腫瘤的生長(zhǎng)抑制甚至死亡。研究表明,相較于正常組織,腫瘤微環(huán)境內(nèi)的活性氧(ROS)呈現(xiàn)倍數(shù)的增加(特別是H2O2,濃度范圍從100 mM到1mM),可作為潛在的靶點(diǎn)引發(fā)腫瘤內(nèi)的氧化失衡,從而殺傷腫瘤。因此,破壞腫瘤細(xì)胞中的氧化還原平衡狀態(tài)可能導(dǎo)致ROS大幅升高,直至超過癌細(xì)胞可以忍受的閾值進(jìn)而殺死腫瘤細(xì)胞。


  納米催化醫(yī)學(xué)是納米催化和納米醫(yī)學(xué)的結(jié)合,通過引發(fā)催化化學(xué)反應(yīng),從無(wú)毒/毒性較低的納米催化劑產(chǎn)生治療物種,從而徹底改變了傳統(tǒng)的疾病治療方式。到目前為止,已經(jīng)開發(fā)并實(shí)施了具有高催化活性和腫瘤選擇性的多種催化劑,用于促進(jìn)ROS生成以對(duì)抗腫瘤。聲動(dòng)力療法使用聲敏劑作為由超聲波刺激的催化劑,具有高生物安全性、低成本以及對(duì)深層腫瘤的非侵入性治療的巨大潛力。利用納米催化醫(yī)學(xué)破壞腫瘤細(xì)胞中的氧化還原平衡狀態(tài),與聲動(dòng)力治療相互促進(jìn)是一種有前景的腫瘤治療策略。


  近日,中山大學(xué)吳玫穎副教授和中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所梅林教授通過簡(jiǎn)單的氧化聚合反應(yīng)制備出了羧基修飾的銅摻雜聚吡咯納米粒(CuPPy,用于遞送聲敏劑510,15,20-4-氨基苯基)卟啉(TAPP)。與傳統(tǒng)的鐵摻雜聚吡咯相比,CuPPy在緩解腫瘤缺氧、消耗谷胱甘肽和產(chǎn)生羥氧自由基方面具有更強(qiáng)的催化活性,可通過Cu(II)/Cu(I)循環(huán)及超聲的增強(qiáng)作用引發(fā)嚴(yán)重氧化應(yīng)激。同時(shí),大量產(chǎn)生的氧氣極大地提高了TAPP的聲敏效應(yīng),進(jìn)一步加劇腫瘤的氧化應(yīng)激水平。總的來(lái)說(shuō),這項(xiàng)工作提出了一種新型的具有多重催化活性和超聲增強(qiáng)效應(yīng)的銅摻雜納米催化劑,為加強(qiáng)腫瘤治療中的氧化損傷提供了有效的策略。該工作以“Cu-Doped Polypyrrole with Multi-Catalytic Activities for Sono-Enhanced Nanocatalytic Tumor Therapy”發(fā)表在《Small》上(DOI10.1002/smll.202202964)。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委的資助。

1 CuPPy-TP合成的示意圖和超聲增強(qiáng)納米催化腫瘤治療的機(jī)制


 圖2 體外ROS生成和GSH耗盡


 圖3 體內(nèi)治療效果


  原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202202964

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