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A Highly Biocompatible Polyoxotungstate with Fenton‐like Reaction Activity for Potent Chemodynamic Therapy of Tumors
Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.1 ) Pub Date : 2024-12-16 , DOI: 10.1002/anie.202422949 Hui-Ping Xiao, Man-Yi Du, Xian-Bin Sun, Ruo-Fei Xu, Dong-Miao Li, Sheng-Nan Yue, Ping-Wei Cai, Rong-Zhi Sun, Zi-Zhong Zhang, Xing Huang, Xin-Xiong Li, Yu Gao, Shou-Tian Zheng
Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.1 ) Pub Date : 2024-12-16 , DOI: 10.1002/anie.202422949 Hui-Ping Xiao, Man-Yi Du, Xian-Bin Sun, Ruo-Fei Xu, Dong-Miao Li, Sheng-Nan Yue, Ping-Wei Cai, Rong-Zhi Sun, Zi-Zhong Zhang, Xing Huang, Xin-Xiong Li, Yu Gao, Shou-Tian Zheng
Integrating Fenton chemistry and nanomedicine into cancer therapy has significantly promoted the development of chemodynamic therapy (CDT). Nanoscale polyoxometalates (POMs), with their reversible redox properties, exhibit promising potential in developing outstanding CDT drugs by exploring their Fenton‐like catalytic reactivity in tumor environments. However, such research is still in its infancy. In this work, we report the synthesis of a new crystalline antimonotungstate {Dy2Sb2W7O23(OH)(DMF)2(SbW9O33)2} (1, DMF = N, N‐dimethylformamide) with gram‐scale high yield via a facile "one‐pot" solvothermal reaction. 1 exhibits not only a soluble and water‐stable POM nanocluster, but also excellent catalytic activity for hydroxyl radical‐generating Fenton‐like reactions. Further biomedical studies reveal that 1 can trigger cell apoptosis and promote lipid peroxidation, exhibiting high cytotoxicity and selectivity towards B16‐F10 mouse melanoma cancer cells with an IC50 value of 4.75 μM. Especially, 1 can inhibit melanoma growth in vivo with favorable biosafety, achieving a 5.2‐fold reduction in tumor volume and a weight loss of 76.0% at the dose of 70 μg/kg. This research not only demonstrates the immense potential of antimonotungstates in CDT drug development for the first time but also provides new insights and directions for the development of novel anticancer drugs.
中文翻译:
一种具有 Fenton 样反应活性的高生物相容性多氧钨酸盐,用于肿瘤的强效化学动力学治疗
将 Fenton 化学和纳米医学整合到癌症治疗中,显着促进了化学动力学疗法 (CDT) 的发展。纳米级多金属氧酸盐 (POM) 具有可逆的氧化还原特性,通过探索它们在肿瘤环境中的 Fenton 样催化反应性,在开发出色的 CDT 药物方面显示出广阔的潜力。然而,此类研究仍处于起步阶段。在这项工作中,我们报道了一种新的晶体反单钨酸盐 {Dy2Sb2W7O23(OH)(DMF)2(SbW9O33)2} (1, DMF = N, N-二甲基甲酰胺) 的合成,通过简单的“一锅法”溶剂热反应获得克级高产率。1 不仅表现出可溶性和水稳定的 POM 纳米团簇,而且对产生羟基自由基的 Fenton 样反应具有优异的催化活性。进一步的生物医学研究表明,1 可触发细胞凋亡并促进脂质过氧化,对 B16-F10 小鼠黑色素瘤癌细胞表现出高细胞毒性和选择性,IC50 值为 4.75 μM。特别是,1 可以抑制黑色素瘤在体内生长,具有良好的生物安全性,在 70 μg/kg 的剂量下,肿瘤体积减少 5.2 倍,重量减轻 76.0%。这项研究不仅首次证明了抗单钨酸盐在 CDT 药物开发中的巨大潜力,而且为新型抗癌药物的开发提供了新的见解和方向。
更新日期:2024-12-16
中文翻译:
一种具有 Fenton 样反应活性的高生物相容性多氧钨酸盐,用于肿瘤的强效化学动力学治疗
将 Fenton 化学和纳米医学整合到癌症治疗中,显着促进了化学动力学疗法 (CDT) 的发展。纳米级多金属氧酸盐 (POM) 具有可逆的氧化还原特性,通过探索它们在肿瘤环境中的 Fenton 样催化反应性,在开发出色的 CDT 药物方面显示出广阔的潜力。然而,此类研究仍处于起步阶段。在这项工作中,我们报道了一种新的晶体反单钨酸盐 {Dy2Sb2W7O23(OH)(DMF)2(SbW9O33)2} (1, DMF = N, N-二甲基甲酰胺) 的合成,通过简单的“一锅法”溶剂热反应获得克级高产率。1 不仅表现出可溶性和水稳定的 POM 纳米团簇,而且对产生羟基自由基的 Fenton 样反应具有优异的催化活性。进一步的生物医学研究表明,1 可触发细胞凋亡并促进脂质过氧化,对 B16-F10 小鼠黑色素瘤癌细胞表现出高细胞毒性和选择性,IC50 值为 4.75 μM。特别是,1 可以抑制黑色素瘤在体内生长,具有良好的生物安全性,在 70 μg/kg 的剂量下,肿瘤体积减少 5.2 倍,重量减轻 76.0%。这项研究不仅首次证明了抗单钨酸盐在 CDT 药物开发中的巨大潜力,而且为新型抗癌药物的开发提供了新的见解和方向。