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《Angewandte Chemie》（影响因子16.823，中科院一区，TOP期刊）上发表了题为《Biocatalytic Depletion of Tumorigenic Energy Sources Driven by Cascade Reactions for Efficient Antitumor Therapy》的研究论文。该论文所有工作均在深圳大学完成，该团队肖亚平博士后和陈鹏航硕士研究生为共同第一作者，黄鹏教授为通讯作者，深圳大学为唯一单位和唯一通讯单位，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。

肿瘤的发生依赖于肿瘤细胞代谢重编程。肿瘤代谢的一个共同特征是能够从营养匮乏的环境中获取必需的营养物质以维持生存及生成新的癌细胞。为了满足快速增长的生物能量和生物合成需求，癌细胞对葡萄糖异常依赖。葡萄糖氧化酶（GOx）在有氧环境下可以高效地催化葡萄糖的降解，从而切断肿瘤细胞的葡萄糖供给。同时，葡萄糖降解产生的过氧化氢具有较强的生物毒性，能有效地杀死肿瘤细胞。然而，肿瘤细胞能量代谢调控网络错综复杂，葡萄糖并非唯一的能量来源，仅切断葡萄糖相关代谢途径对于肿瘤饥饿治疗有一定的局限性。

研究表明，肿瘤细胞也可以利用乳酸作为生长增殖和线粒体代谢的能源物质。另外，胞外乳酸累积造成的酸性肿瘤微环境，会促进肿瘤的生长和转移。乳酸氧化酶（LOx）可以高效地分解乳酸，并产生具有较强生物毒性的过氧化氢，也可以用于肿瘤的饥饿治疗。然而，肿瘤的乏氧微环境极大地限制了GOx和LOx的应用。为了克服肿瘤乏氧环境对GOx和LOx催化性能限制的问题，该团队利用氟化聚合物（FP）作为载体，同时搭载GOx、LOx和过氧化氢酶（CAT），成功地构建了一种新型的级联催化系统，并用于肿瘤的高效饥饿治疗。其中，GOx和LOx分别剥夺肿瘤的葡萄糖和乳酸，并产生大量过氧化氢。CAT催化过氧化氢产生氧气，氧气再为GOx和LOx催化反应提供反应物，构成级联催化反应，从而在肿瘤组织内消耗更多的葡萄糖和乳酸。与此同时，CAT催化产生的氧气还可以缓解肿瘤的乏氧。该工作为肿瘤的高效饥饿治疗提供了一种新策略，具有潜在的临床应用前景。

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