GOx催化连锁反应用于癌症协同治疗

葡萄糖是肿瘤细胞赖以生存的主要能量来源之一，而葡萄糖氧化酶（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，葡萄糖降解产生的双氧水具有较强的生物毒性，能有效地杀死肿瘤细胞。这种GOx介导的肿瘤类饥饿治疗具有广谱的抗肿瘤活性，在生物医学领域引起了广泛的关注。但是，由于肿瘤的复杂性、多样性和异质性，单模式治疗难以达到理想的治疗效果，多模式协同治疗成为研究的热点。通过将GOx介导的肿瘤类饥饿治疗与其他肿瘤治疗手段整合，实现类饥饿治疗与光治疗、气体治疗、化疗等等相结合的癌症多模式协同治疗，有望为癌症的干预提供新的解决方案和思路。

近年来，深圳大学医学部生物医学工程学院黄鹏教授（点击查看介绍）团队致力于基于GOx的癌症协同治疗研究。2016年，该团队利用空心介孔有机硅纳米颗粒（HMON）共同装载GOx和精氨酸（L-Arg），首次实现了基于GOx的肿瘤类饥饿治疗，并通过产生的双氧水将L-Arg氧化产生一氧化氮气体，实现了类饥饿/气体的协同治疗（Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 1-6. 封面文章）。这种新型的纳米药物（L-Arg-HMON-GOx）无需外部刺激，即可产生显着的类饥饿/气体协同抗癌效果。随后，该团队系统地总结和提出了癌症协同治疗（Cancer Synergistic Therapy）的概念，协同治疗不是多种治疗方式的简单叠加，而是产生1+1>2的加成效果（Chem. Rev., 2017, 117, 22, 13566-13638）。今年，该团队系统地总结了GOx用于癌症诊断和治疗方面的最新研究进展，详细地讨论了GOx在生物医用领域所面临的挑战和发展机遇（Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 6454-6472. 封面文章）。

传统的银纳米颗粒可以逐渐氧化释放出银离子，而银离子具有显著的抗菌效果，已被广泛地应用于医疗领域。近年来，有研究报道银离子对癌细胞的生长也具有一定的抑制作用。该团队受此启发，设计了一种新型的可降解的GOx修饰的银纳米立方体（AgNC-GOx），用于癌症的类饥饿/金属离子协同治疗（图1）。其中，GOx可催化肿瘤细胞内的葡萄糖发生降解反应，有效地“切断”肿瘤能源并产生有毒的双氧水。同时，AgNC可完全被双氧水氧化成银离子，进一步杀伤肿瘤细胞，这一系列连锁反应，可以大大地提高抗肿瘤效果。该纳米药物成分简单，其中AgNC可降解成银离子，GOx可降解成多肽等，规避了传统的无机纳米药物无法代谢引发的潜在风险及代谢负担等。实验结果表明，这种可降解的纳米药物可有效地抑制皮下恶性肿瘤的生长。这种基于金属离子的协同治疗方式为癌症协同治疗提供了新的思路，该平台也有望应用于其他金属离子。

图1. AgNC-GOx用于癌症的类饥饿/金属离子的协同治疗

该工作发表在英国皇家化学会刊物Materials Horizons上（DOI: 10.1039/c8mh00908b）。上述研究工作得到了国家自然科学基金项目、广东省重大培育项目、深圳市科创委项目等经费的资助。

该论文作者为：Yifan Zhang, Yichen Yang, Shanshan Jiang, Fan Li, Jing Lin, Tianfu Wang, and Peng Huang

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Degradable silver-based nanoplatform for synergistic cancer starving-like/metal ion therapy

Mater. Horiz., 2018, DOI: 10.1039/C8MH00908B

黄鹏教授简介

黄鹏，深圳大学特聘教授，博士生导师，分子影像系主任，2018年获第二届“中国肿瘤青年科学家奖”；主要从事分子影像学和纳米医学方面的研究，迄今发表SCI论文130余篇，回国后以通讯作者发表SCI论文43篇（其中IF>10的23篇），包括1篇Nature Biomedical Engineering、1篇Chemical Reviews、5篇Chemical Society Reviews（4篇为封面）、1篇Accounts of Chemical Research、6篇Advanced Materials（3篇为封面）、5篇ACS Nano、1篇Angewandte Chemie International Edition（封面）、2篇Nano Letters、1篇Advanced Drug Delivery Reviews和1篇Materials Horizons，其中12篇入选封面文章，多篇被Nature Photonics等选为研究亮点；论文总引用超过8000次，13篇入选1% ESI高被引论文，H因子为51。

http://www.x-mol.com/university/faculty/21364