氢气(H2)疗法具有抗肿瘤作用,但其治疗效果仍会受到氢气的低溶解度和非靶向递送等问题的限制。利用电催化剂电解水可持续释放大量的H2,并实现H2的精准递送以用于肿瘤治疗。有鉴于此,苏州大学程亮教授和Gang Wang设计了锰掺杂的Ni2S3纳米电极(MnNi2S3 NEs),并将其用于电催化H2递送和激活抗肿瘤免疫,以有效增强H2-免疫治疗。
本文要点:
(1)具有空3d轨道的Ni原子可通过促进H2O的吸附而降低析氢反应(HER)的初始能垒。此外,具有不同电负性的Mn原子也能够调节Ni原子的电子结构,并促进H2的解吸,从而可以提高MnNi2S3 NEs的HER活性。研究发现,具有高HER活性的MnNi2S3 NEs能够以电压依赖性的方式实现可控的H2递送和电催化氢疗法(EHT)。
(2)机制研究表明,MnNi2S3 NEs介导的EHT可诱导线粒体功能障碍和氧化应激,进而能够通过典型的ROS/caspase-1/GSDMD信号通路激活焦亡。实验结果表明,MnNi2S3 NEs介导的EHT可增强CD8+ T淋巴细胞向肿瘤的浸润,并逆转免疫抑制微环境。综上所述,该研究工作开发了一种具有高HER活性、能够用于协同气体-免疫治疗的电催化剂,为实现基于电催化剂的肿瘤治疗提供了一个新的策略。
Jingrui Li. et al. Modulating the Electronic Structure of MnNi2S3 Nanoelectrodes to Activate Pyroptosis for Electrocatalytic Hydrogen-Immunotherapy. Advanced Materials. 2024
DOI: 10.1002/adma.202412925
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412925