中南大学陈万松博士、刘又年教授Angew. Chem.：人工酶催化级联反应用于抗癌免疫治疗

恶性肿瘤（癌症）是严重威胁人类健康的重大疾病之一。传统的抗癌治疗手段包括手术治疗、化疗和放疗。然而，肿瘤易产生复发和转移，严重限制了抗癌治疗效率。近年来，利用人体自身免疫系统，开展抗肿瘤免疫治疗，为抑制肿瘤复发和转移提供了新的思路。然而，单独免疫治疗的效果较差，其主要原因在于肿瘤处于免疫抑制状态，并存在免疫逃逸机制，抑制了体内抗肿瘤免疫的产生。

基于此问题，中南大学刘又年教授（点击查看介绍）团队提出利用人工酶的催化级联反应开展抗肿瘤免疫治疗。研究人员首先设计制备了一种具有近红外二区（NIR-II）吸收的Cu_2-xTe纳米粒。研究发现，Cu_2-xTe纳米粒具有谷胱甘肽氧化酶（GSHOx）和过氧化物酶（POD）双重模拟酶活性。在NIR-II光照下，Cu_2-xTe纳米粒的酶活性可以被进一步增强。通过Cu_2-xTe纳米粒的双重酶催化级联反应，有效促进了肿瘤细胞内谷胱甘肽的氧化，并产生羟基自由基，提高瘤内氧化压力。细胞和动物实验结果显示，Cu_2-xTe人工酶促进了肿瘤细胞凋亡和释放肿瘤相关抗原，并通过氧化压力重新激活免疫系统，产生抗肿瘤免疫。该治疗策略不仅有效消除了原发性肿瘤，同时可以有效抑制远端转移瘤的生长，并降低了肿瘤复发。因此，该工作报道了一种新的NIR-II光控人工酶，并首次将人工酶应用于抗肿瘤免疫治疗，开辟了催化免疫治疗的新方向。相关工作发表在国际顶级学术期刊Angew. Chem. Int. Ed.上 ^[1]，第一作者为博士生文梅，通讯作者为陈万松副教授、刘又年教授。

图1. Cu_2-xTe人工酶用于肿瘤催化免疫治疗示意图：Cu_2-xTe通过级联反应消耗肿瘤胞内GSH并产生羟基自由基，消灭原发性肿瘤并激活抗肿瘤免疫，抑制肿瘤转移和复发。

图2. Cu_2-xTe人工酶用于体内催化免疫治疗肿瘤：a-b) 原发性肿瘤和远端转移瘤生长曲线，c) 小鼠存活率曲线，d-f) 抑制肿瘤复发及肺部转移，g) 记忆T细胞产生。

此外，刘又年教授团队成员（博士生欧阳江、刘又年教授）与哈佛医学院的Wei Tao博士等合作，通过超声剥离法快速制备得到了一种新型的二维纳米材料锗烯，表现出良好的光热性能和生物相容性，可用于肿瘤的光热治疗。相关成果也发表在Angew. Chem. Int. Ed.上^[2]。

相关课题得到了国家自然科学基金（21807117，21636010），湖南省自然科学基金（2018JJ3631）以及中南大学粉末冶金国家重点实验室的资助和支持。

1. 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）：

Artificial Enzyme-Catalyzed Cascade Reactions for Antitumor Immunotherapy Reinforced by NIR-II Light

Mei Wen, Jiang Ouyang, Chuanwan Wei, Hui Li, Wansong Chen, You-Nian Liu

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201909729

2. 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）：

2D Monoelemental Germanene Quantum Dots: Synthesis as Robust Photothermal Agents for Photonic Cancer Nanomedicine

Jiang Ouyang, Chan Feng, Xiaoyuan Ji, Li Li, Hemanth Kiran Gutti, Na Yoon Kim, Dolev Artzi, Angel Xie, Na Kong, You‐Nian Liu, Guillermo J. Tearney, Xinbing Sui, Wei Tao, Omid C. Farokhzad

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 13405-13410, DOI: 10.1002/anie.201908377

团队简介

刘又年教授团队主要研究方向为多功能纳米材料的制备及在环境、能源和生物医药中的应用。具体为：(1) CO₂的捕获与转化（CCC）纳米催化体系设计；(2) 抗肿瘤靶向药物的设计药物的控制释放等；(3) 纳米生物材料的合成及应用研究; (4)锂离子电池及锂硫电池关键材料研究。目前在国际期刊Angew. Chem. Int. Ed. Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Small, Chem. Comm., Anal. Chem., AIChEJ 等刊物上发表论文近200余篇。团队承担国家自然科学基金重点项目，重大研发计划及国家自然科学基金项目多项。

https://www.x-mol.com/university/faculty/15182