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  • 上海科技报
新型蛋白基纳米材料可打破肿瘤氧化还原
2021年04月13日  作者:耿挺   编辑:lin.liang   审核:梁琳  版面:B2

  氧化还原稳态对细胞正常存活至关重要。相较于正常细胞,肿瘤细胞内活性氧水平明显升高,其氧化还原稳态更容易被打破,从而造成活性氧在细胞内的累积,进而引发细胞凋亡。因此,打破细胞氧化还原稳态的肿瘤治疗方式具有良好的有效性和特异性,发展前景良好。蛋白基纳米材料因其良好的生物相容性、富含官能团便于载药修饰等优点被广泛应用于肿瘤诊疗研究,具有良好的临床潜力。

  最近,中国科学院上海硅酸盐研究所陈航榕研究员团队在制备新型蛋白基纳米复合材料用于打破细胞氧化还原稳态以实现高效肿瘤治疗方面取得新进展。该团队利用生物相容性良好的白蛋白作为纳米载体,通过对功能组分的调控,实现了谷胱甘肽(GSH)消耗辅助增强的化疗/化学动力学联合治疗,在小鼠皮下瘤模型中实现了对肿瘤生长的有效抑制。相关论文于近日发表在《先进功能材料》杂志上。

  GSH是细胞内主要的抗氧化剂,对于清除胞内活性氧以维持细胞的氧化还原稳态具有重要作用。研究人员让无机功能组分通过仿生矿化的方式原位生长到白蛋白分子中,随后通过酰胺键连接顺铂前药分子得到分散性、稳定性良好的蛋白基载药纳米颗粒CMBP,其粒径为20—30纳米。其中的锰氧化物组分可氧化GSH,使其含量下降,减少GSH-Pt加合物的产生,有助于提高顺铂药物的化疗效果;此外顺铂药物可通过激活烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶促进过氧化氢的产生,高表达的过氧化氢结合弱酸性肿瘤微环境,促进铜基组分的类芬顿反应,极大增强了肿瘤区域化学动力学疗效。更重要的是,GSH含量的下降以及羟基的生成有效下调了谷胱甘肽过氧化物酶表达,进一步加剧了肿瘤细胞内氧化还原失衡,从而实现化疗和化学动力学的协同增效治疗效果。

  体内外研究结果表明:所合成的蛋白基复合纳米颗粒具有良好的生物相容性和生物安全性,没有产生明显毒性或引发机体的免疫排斥反应等。该研究为制备新型蛋白基纳米材料和有效打破肿瘤细胞氧化还原平衡,实现精准高效的肿瘤治疗提供了有益参考。

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