具有类过氧化物酶(POD)活性的纳米酶在基于铁死亡的肿瘤治疗领域中表现出了巨大的应用前景,其能够将过氧化氢(H2O2)转化为剧毒的羟自由基(•OH)。然而,内源性H2O2不足和肿瘤部位的酸性等问题仍会影响纳米酶的治疗效果。有鉴于此,南方医科大学沈折玉教授和仁荷大学医学院Sugeun Yang设计了一种由金纳米粒子(AuNP)和FeS纳米粒子(FeSNP)组成、能够释放硫化氢(H2S)的超小的金(Au)@硫化铁(FeS)级联纳米酶(AuNP@FeS),其可通过AuNP@FeS级联反应与H2S的生物效应之间的协同作用提高肿瘤细胞内的H2O2水平和酸度,实现增强的•OH生成和有效的铁死亡,以用于肿瘤治疗。
本文要点:
(1)具有类葡萄糖氧化酶(GOD)活性的AuNP能够激活AuNP@FeS的级联反应,催化瘤内葡萄糖生成H2O2和葡萄糖酸。与此同时,AuNP@FeS释放的H2S可通过抑制细胞内过氧化氢酶(CAT)活性而减少H2O2消耗,从而促进乳酸积累。研究发现,这两种途径可协同提高肿瘤细胞内的H2O2和酸度,从而通过AuNP@FeS中具有类POD活性的FeS催化H2O2,诱导级联反应以产生丰富的•OH,最终实现增强的铁死亡。
(2)体内外实验结果表明,AuNP@FeS的肿瘤治疗效果优于单独使用的AuNP或FeS。综上所述,该研究能够为利用释放H2S的级联纳米酶实现增强的铁死亡治疗提供一种简单、有效的方法,有望为推动肿瘤治疗的发展开辟新的道路。
Jiezhao Zhan. et al. Ultrasmall Self-Cascade AuNP@FeS Nanozyme for H2S‑Amplified Ferroptosis Therapy. ACS Applied Materials & Interfaces. 2023
DOI: 10.1021/acsami.3c09066
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c09066