近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院強磁場(chǎng)中心王輝研究員與華盛頓大學(xué)Miqin Zhang教授和香港中文大學(xué)醫學(xué)院附屬第二醫院林文楚教授合作，依托穩態(tài)強磁場(chǎng)實(shí)驗裝置（SHMFF），通過(guò)結構工程化開(kāi)發(fā)了具有雙重酶活性的磁鐵礦納米酶（MNZs），并證明了其在治療腫瘤過(guò)程中的結構依賴(lài)性行為。相關(guān)成果發(fā)表于國際期刊《化學(xué)工程期刊》（Chemical Engineering Journal）。
自鐵磁性納米顆粒的過(guò)氧化物酶樣活性被發(fā)現以來(lái)，MNZs作為天然酶的替代品，在腫瘤催化治療領(lǐng)域得到了廣泛的研究。然而，傳統的MNZs在腫瘤微環(huán)境（TME）中的催化效率往往受到限制，這主要歸因于羥基自由基（·OH）的低產(chǎn)生率。
為了解決這一難題，研究團隊通過(guò)溶劑熱法開(kāi)發(fā)出具有雙酶功能的MNZs，并用于三陰性乳腺癌的侵襲性腫瘤催化治療。他們制備了三種不同形狀的MNZs，包括片狀、橢圓形和球形，以研究幾何形式對治療效果的影響并揭示體外和體內的潛在機制。
這些新型MNZs具有雙重酶功能（圖1）：一是類(lèi)谷胱甘肽氧化酶（GSH－OXD）功能，能夠催化GSH氧化，從而減少細胞內·OH的消耗；二是類(lèi)過(guò)氧化物酶（POD）功能，能夠催化H2O2的分解并產(chǎn)生高毒性·OH。借助SHMFF的電子自旋共振譜儀（ESR）檢測·OH含量，這種自級聯(lián)反應打破了細胞內活性氧生成和清除之間的穩態(tài)平衡，從而有效提高了腫瘤治療效果。
實(shí)驗結果表明，新型MNZs在細胞和組織水平上均表現出形狀依賴(lài)的腫瘤催化治療功效。這一進(jìn)展不僅為腫瘤催化治療提供了新的策略，也為未來(lái)納米材料在生物醫學(xué)領(lǐng)域的應用開(kāi)辟了新的道路。
該研究工作獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、安徽省杰出青年科學(xué)基金、中國科學(xué)院合肥大科學(xué)中心協(xié)同創(chuàng )新培育計劃、合肥物質(zhì)院院長(cháng)基金拔尖培育計劃、強磁場(chǎng)安徽省實(shí)驗室方向基金等項目的資助。
????論文鏈接：https：／／www．sciencedirect．com／science／article／pii／S1385894724033540？dgcid＝coauthor
圖1．具有雙重酶活性的自級聯(lián)MNZs用于腫瘤催化治療的示意圖。
