近日，我院钱海生教授团队在国际材料学著名杂志《纳米快报（Nano Letters）》（IF=10.8），在线发表了题为《金纳米棒激活具有癌细胞特异性细胞毒性的锌/铈复合材料以增强化学动力学治疗（Au Nanorods Activated the Zn/Ce Composites with Cancer Cell Specific Cytotoxicity for Enhanced Chemodynamic Therapy）》的学术论文。该论文第一作者为我校第一附属医院博士研究生冯程程，学院钱海生教授为论文发第一通讯作者，安徽医科大学为第一作者单位。
化学动力疗法（CDT）是一种前景广阔的癌症治疗干预方法，它通过芬顿或类芬顿反应分解内源性H2O2产生高细胞毒性羟基自由基(•OH)杀伤肿瘤。肿瘤细胞与正常细胞代谢机制的差异导致了特定的肿瘤微环境(TME)，如微酸性的pH和过量产生的H2O2，从而使得化学动力学过程在肿瘤细胞中特异性地产生•OH，同时对正常细胞无毒性。然而，CDT的疗效很容易受到不理想的催化效能以及TME中谷胱甘肽（GSH）水平过高的限制。最近，人们提出了多种策略来提高CDT的疗效，通过选择更好的纳米催化剂、调整反应条件（较低的pH和较高的H2O2）或引入外部能量场（光、热或超声）来增强反应速率。
在这项研究中，该团队制备了具有良好生物相容性的以金纳米棒（Au NRs）作为内核且铈锌纳米复合物为壳层的核壳纳米粒子（ACZO）并行PEG修饰（ACZ-P），以实现骨肉瘤治疗的TME响应和光热增强的化学动力疗法。纳米粒子在酸性条件下可催化产生活性氧（ROS），并有效消耗现有的谷胱甘肽（GSH），破坏肿瘤内的氧化还原平衡。此外，纳米复合物在酸性条件下分解会释放大量锌离子，导致肿瘤细胞内的锌超载，造成线粒体损伤，进一步增强ROS的产生。Au NR产生的光热效应不仅能提供光热疗法（PTT），还能产生热效应以增强上述催化反应和离子干预作用。并且此工作还探究了该生物纳米粒子治疗骨肉瘤的潜在可能机制。这种通过光热增强催化活性和锌离子释放来提高化学动力学治疗效果的简单策略为潜在的肿瘤治疗提供了一个有希望的前景。
研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省重点研发计划项目等资助。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.3c04031