深医科研成果

深圳大学医学部黄鹏教授团队在国际顶级学术期刊《Advanced Materials》发表文章

文章来源: 作者: 发布时间:2021年01月05日 点击数: 字体:

近日,深圳大学医学部生物医学工程学院黄鹏特聘教授团队在国际顶级学术期刊《Advanced Materials》(影响因子27.398,中科院JCR 1区,TOP期刊)上发表了题为《Nanocatalytic Theranostics with Glutathione Depletion and Enhanced Reactive Oxygen Species Generation for Efficient Cancer Therapy》的文章。这篇文章的所有工作均在深圳大学完成,该团队付连花副研究员、万艺林硕士研究生和漆超博士后为共同第一作者,黄鹏教授为通讯作者,深圳大学为唯一单位和唯一通信单位,该团队所在的生物医学工程学科属于广东省优势重点学科。

化学动力疗法(CDT)是近几年发展起来的一种无创的癌症治疗方法,主要利用金属离子如Fe2+、Mn2+、Cu+等与肿瘤内过表达的过氧化氢(H2O2)发生芬顿或类芬顿反应,将其转化为毒性更强的羟基自由基(•OH),从而高效地杀死肿瘤细胞。然而,由于内源性H2O2含量有限,CDT的效果往往不如人意。而肿瘤细胞内高浓度的抗氧化成分如谷胱甘肽(GSH)又会清除产生的活性氧,从而降低CDT疗效。基于此,本研究开发了一种具有产生H2O2及清除GSH功能的纳米催化诊疗剂(PGC-DOX),用于实现肿瘤饥饿/CDT/化疗协同治疗(如图)

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首先以聚乙二醇修饰的葡萄糖氧化酶(GOx)为模板,采用仿生矿化的方法制备铜离子掺杂的磷酸钙纳米颗粒,然后装载抗癌药阿霉素(DOX),最终获得PGC-DOX。利用磷酸钙的pH响应降解特性,PGC-DOX在肿瘤微酸性条件下降解释放出GOx、Cu2+及DOX。GOx催化肿瘤内葡萄糖降解产生H2O2,不仅可以通过消耗肿瘤营养物实现饥饿治疗,产生的H2O2还可用于后续的类芬顿反应。同时,Cu2+与GSH之间的氧化还原反应不仅可以清除GSH提高肿瘤细胞的氧化应激,还原产物Cu+还可通过类芬顿反应将H2O2转化成毒性更强的•OH,增强CDT疗效。此外,该纳米催化诊疗剂所有组分均可降解,具有较高的生物安全性,具有潜在的临床转应用价值。

本研究工作得到了国家重点研发计划,国家自然科学基金,广东省自然科学基金、深圳市科创委等项目的支持。

原文链接: 

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202006892

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