增强“抗肿瘤”效果，提高药物效率！川大华西最新发文

2023年12月31日，四川大学华西医院罗奎团队在期刊《Advanced Science》上发表题为“Unraveling Ros Conversion Through Enhanced Enzyme-Like Activity with Copper-Doped Cerium Oxide for Tumor Nanocatalytic Therapy”的研究论文，研究表明线状CeO2/Cu纳米颗粒作为人工酶体系，在癌细胞细胞内ROS的干预中具有巨大潜力，可实现有效的纳米催化治疗。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202307154

研究背景

 01 

尽管开发了多种抗癌策略，但化疗仍然是治疗不同恶性肿瘤不可或缺的治疗方法。纳米酶催化疗法是一种新兴的化疗方法。纳米酶是具有酶模拟特性的纳米材料，与天然酶相比，具有稳定性更高、成本效益更高、储存条件不那么严格等优点，因此越来越受到关注。特别是，纳米酶结合其独特的特性和催化能力，在各种应用中具有巨大的潜力，从体外诊断到某些生物系统中的替代使用。纳米酶已被探索通过调节细胞内活性氧 （ROS） 来治疗癌症。

ROS在调节各种生理功能方面具有重要功能，因此对生物体至关重要。ROS的内在生化性质可以证明生物体生理活动的机制，值得深入研究。在癌细胞中，细胞内电子传递链和 NADPH 氧化酶导致 O2∙− 的持续生成。O2∙-在超氧化物歧化酶（SOD）催化下可稳定转化为H2O2，并通过过氧化物酶样（POD）反应进一步转化为羟基自由基。为提高纳米酶的催化能力，在SA酶中引入轴向N配位，制备了Ir-N5 SA/Cer。据报道，Ir-N5 SA可以激活天然氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶，以及催化NAHD为H2O2。然而，通过细胞内SOD和POD促进∙OH的产生具有挑战性，因此，人们试图通过各种方法在癌细胞内持续产生∙OH，以增强ROS的细胞毒性，用于抗肿瘤治疗。例如，可以开发纳米酶来连续将癌细胞内的内源性ROS（O2∙−和H2O2）转化为∙OH。

研究进展

 02 

CeO2具有足够的表面氧空位，这对于O2∙−加氢和H2O2分解至关重要。CeO2 具有不同暴露晶体面的形态已被发现在一系列反应中是必不可少的。在此，我们制造了线（CeO2/Cu-W）、立方体（CeO2/Cu-C）和八面体（CeO2/Cu-O）的CeO2作为铜金属的支撑。与CeO2/Cu-C和CeO2/Cu-O相比，CeO2/Cu-W表现出较高的SOD和POD活性，并通过氧空位支持的中继反应促进癌细胞中O2∙−→H2O2→∙OH的持续催化，最终实现∙OH的持续产生，触发癌细胞凋亡（图1）。

CeO2/Cu介导O2∙-→H2O2→OH中继转化诱导癌细胞死亡的机制。

研究结论

 03 

在这项研究中，CeO2/Cu 被报道为一种仿生 SOD，可将 O2∙- 转化为 H2O2 和过氧化物酶 （POD） →以实现 H2O2 →∙OH。重要的是，具有线状的CeO2/Cu人工酶促进了内源性ROS对靶分子（∙OH）的直接改变。特别是，它可以应用于癌细胞细胞内ROS的干预。线状CeO2/Cu纳米颗粒具有优异的类SOD和类POD催化效率，表现出最佳的抗肿瘤效果，提高了抗肿瘤药物效率。该研究为操纵催化无机纳米颗粒的氧空位形成和结构形状以调节细胞内ROS水平提供了一种有前途的策略。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202307154

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。