Small:铈基MOF酶反应器用于肿瘤催化治疗

活性氧可以通过破坏核酸、蛋白质和脂质等生物大分子对细胞造成严重损伤甚至死亡。近几年来,通过在肿瘤组织内部催化肿瘤组织内的葡萄糖或过氧化氢等分子生成高水平的活性氧杀死肿瘤细胞的肿瘤催化治疗获得了广泛的关注,并取得了良好的治疗效果。

相比正常组织,肿瘤组织的快速生长代谢导致其内部处于乏氧环境。缺氧的肿瘤细胞主要通过糖酵解作用无氧呼吸分解葡萄糖获取能量。无氧呼吸产生的大量乳酸被转运至肿瘤微环境中。加之肿瘤组织内部血管结构紊乱且发育不完全,乳酸无法被及时排出,导致乳酸堆积在肿瘤部位,成为肿瘤组织微环境酸化的主要原因之一。利用肿瘤组织内大量富集的乳酸和弱酸性的微环境,可设计一种纳米制剂用于催化肿瘤内的乳酸生成过量活性氧进行肿瘤催化治疗。

基于这一思路,西安交通大学瞿永泉教授团队报道了一种负载乳酸氧化酶的铈基MOF纳米酶反应器。他们首先制备了具有类过氧化物酶活性的铈基MOF纳米材料,可以催化过氧化氢生成羟基自由基。同时铈基MOF纳米材料作为载体负载乳酸氧化酶,催化肿瘤组织内的高浓度乳酸生成过氧化氢,并进一步将其转化为细胞毒性更高的羟基自由基。催化机制和细胞实验表明,该纳米酶反应器可以高效的通过乳酸生成羟基自由基用于pH调控的肿瘤治疗。进一步的动物实验结果显示,该体系具有显著的肿瘤治疗效果。同时生物安全性良好,对正常的组织没有出现明显的副作用。相关结果以“Catalytically Selective Chemotherapy from Tumor‐Metabolic Generated Lactic Acid”为题,在线发表在Small(DOI: 10.1002/smll.201903746)上。