陳小元Angew. Chem. Int. Ed.：脂質過氧化氫納米顆粒中產生的活性單線態氧用于癌癥治療

【背景介紹】

活性氧（ROS）在細胞生命周期中作為雙刃劍，在低水平的細胞增殖和體內平衡過程中起著重要的信使的作用。破壞ROS水平的閾值將導致細胞成分的氧化損傷，隨后導致細胞凋亡或壞死。光動力療法（PDT）是光源，光敏劑和氧氣之間的光動力學作用的ROS介導的癌癥治療方法，是被被廣泛研究用于癌癥治療的策略之一。然而，已經開發出幾代PDT藥物中，仍然沒有能廣泛應用的一線治療方案。

【成果簡介】

近日，來自廈門大學的陳小元教授和聶立銘副教授（共同通訊）等人基于鐵氧化物納米粒子（IO NPs）和釋放的鐵（II）之間的亞油酸氫過氧化物（LAHP）的類似Fenton反應，開發了活性系統，其能夠實現在酸性pH條件下從IO NPs產生腫瘤特異性單線態氧（¹O₂） 離子用于癌癥治療 。

【圖文導讀】

圖1?通過LAHP和催化劑Fe²⁺離子之間的生物化學反應可激活¹O₂

通過在表面上束縛磷酸基封端的疏水性（p1）和親水（p2）聚合物刷制備IO-LAHP NP。在癌細胞內化后，Fe²⁺離子在酸性環境下的釋放產生通過ROS介導機制發揮癌細胞死亡的¹O₂物質

圖2?UV和FL檢測及IO NP的TEM圖像

a），b）通過¹O₂清除劑和SOSG產生¹O₂的UV和FL檢測

c）直徑約22nm的Wüstite-磁鐵礦混合相IO NP的TEM圖像

d）分別在5.4,6.8和7.4的不同pH值下從IO-LAHP NP釋放的鐵離子的分布

圖3?U87MG細胞模型中的細胞活性研究

a）在與PBS，IO-LAHP，Au-LAHP或IO-LA NP結合孵育48小時后，U87MG細胞模型中的細胞存活力的研究

b）用不同制劑孵育24小時并用DAPI和TUNEL-FITC染色的細胞的合并共焦顯微鏡圖像

c）用不同制劑處理24小時并用V-FITC / PI凋亡試劑盒染色的細胞的計數研究

d，e）用IO-LAHP NP處理24小時的細胞的TEM圖像

【總結】

本次研究通過調節LAHP和催化鐵（II）離子之間的生物化學反應，開發了可激活的¹O₂生成系統。工程化的IO-LAHP NPs能夠通過¹O₂和隨后的ROS介導機制在體外和體內誘導癌癥凋亡性死亡，通過靜脈內注射基本上抑制U87MG腫瘤生長。這為可能通過其他生物化學反應或能夠產生ROS的物質來開發癌癥治療的方法提供了思路。

文獻鏈接：Activatable Singlet Oxygen Generation from Lipid Hydroperoxide Nanoparticles for Cancer Therapy（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201701181）

本文由材料人生物材料組Allen供稿，材料牛編輯整理。

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