铜(Cu2+/+)和碘(I−)都是所有生物体内必需的元素。增加细胞内Cu离子或I离子的浓度可有效抑制肿瘤生长。然而,由于Cu螯合物和碘盐都具有高度的水溶性,可以在非靶组织中释放,因此如何将Cu离子和I离子有效地递送到肿瘤细胞中仍是一项严峻的挑战。有鉴于此,厦门大学陈洪敏教授利用Cu+和I-的反应形成稳定的牛血清白蛋白(BSA)辐射诱导发光材料(Cu-I@BSA)构建了靶向线粒体的Cu-I簇纳米颗粒,以解决Cu+和I−的稳定性问题。
本文要点:
(1)Cu-I@BSA能够产生明亮的辐射发光,并且可通过BSA表面的官能团与发射匹配的光敏剂和靶向分子进行结合。体内外研究表明,在低剂量X射线照射下产生的辐射发光可以激发共轭的光敏剂产生单线态氧,并且能够与碘重原子的放射增敏机制相结合,进而在小鼠模型中产生有效的肿瘤抑制作用。
(2)实验结果表明,BSA保护会导致可生物降解的Cu-I簇释放游离的Cu离子和I离子,进而可通过调节线粒体功能、破坏DNA、破坏三羧酸循环、减少ATP生成、放大氧化应激和促进Bcl-2通路等机制诱导细胞死亡。
Xiaoqian Ma. et al. Biodegradable copper-iodide clusters modulate mitochondrial function and suppress tumor growth under ultralow-dose X-ray irradiation. Nature Communications. 2024
https://www.nature.com/articles/s41467-024-52278-6