Chem. Mater.：动态纳米催化剂促进肿瘤催化治疗

芬顿/类芬顿反应涉及将过氧化氢转化为羟基自由基以杀死肿瘤。然而，由于低价金属/高价金属循环的反应速度缓慢，目前的芬顿/类芬顿生物催化剂总是受到低疗效的困扰。在此，该研究提出了一种 "逐步封闭的自我还原 "策略，在硫醇/二硫键掺杂的胶束-有机硅框架中构建动态的自我还原双金属（铜/铁）纳米催化剂。硫醇基团对铁和铜源的优先自还原作用以及它们之间在封闭框架中的动态还原反应在双金属Cu/Fe纳米团块中产生了低价和高活性的Fe2+和Cu+位点。评估了双金属纳米催化剂在酸性和还原性肿瘤微环境中产生活性氧的反应性协同催化作用。此外，还研究了级联催化通过下调谷胱甘肽和谷胱甘肽过氧化物酶4的蛋白水平和Fe2+的过载诱导的铁死亡机制。体外和动物实验证明，协同催化作用可以显著抑制肿瘤的生长，同时保证治疗的安全性。这项工作为精确构建生物可应用的多金属基纳米催化剂提供了一条通用的途径，用于高效和安全的诊断和治疗肿瘤。

在SMMC-7721肿瘤小鼠模型上研究了Cu@Fe-FOMs的体内疗效，在静脉注射不同的治疗方法后，每3天监测一次肿瘤生长情况。由于•OH的生成有限，只注射了Fe-FOMs或Cu-FOMs的小鼠的肿瘤与对照组相比受到了抑制。相比之下，用Cu@Fe-FOMs处理的小鼠的肿瘤抑制效果最好。

通过计算肿瘤重量，Cu@Fe-FOM组的抑制率高达83%，分别比Cu-FOM加Fe-FOM混合物组（64.5%）、Cu-FOM组（41.9%）和Fe-FOM组（42.0%）高得多。Cu@Fe-FOM组疗效的提高可能是由于TME中的铜离子和铁离子具有协同催化能力，能够快速生成•OH，从而进一步引发ROS/Fe2+共同介导的铁死亡途径，实现高效的肿瘤治疗。经各组处理的小鼠体重均有轻微增加，存活率为100%，从而表明这些纳米粒子的系统毒性可以忽略不计。

为了进一步研究Cu@Fe-FOMs在细胞水平上的抗肿瘤活性，用苏木精和伊红（H&E）以及TUNEL实验对不同组别处理的肿瘤切片进行染色。与其他对照组相比，Cu@Fe-FOM组的肿瘤组织表现出更明显的损伤，从而表明Cu@Fe-FOMs的治疗效果优越。此外，任何一组的主要器官（心、肝、脾、肺和肾）都没有发现明显的坏死或生理变化，从而验证了Cu@Fe-FOMs在体内的高度生物安全性。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.2c02984

转自：“NANO学术”微信公众号

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