我科學家研發出納米酶治療腫瘤新技術

記者4月13日從揚州大學獲悉，該校江蘇省特聘教授高利增課題組與中國科學院生物物理研究所閻錫蘊課題組合作,完成了納米酶催化治療腫瘤的新成果，並12日在線發表於《自然-通訊》雜誌。這項研究工作，不僅將納米酶的應用範圍從體外診斷拓展到體內治療，更為腫瘤治療提供了一種新策略。

該研究是繼發現納米酶，並將其應用於腫瘤體外診斷之後，首次將納米酶直接用於體內腫瘤治療。高利增介紹，這項研究首次證明通過對納米酶多酶體系的體內活性調控，可以將腫瘤代謝產物催化為毒性物質，實現對腫瘤的特異性殺傷。

腫瘤代謝具有與正常細胞不同的特徵，例如，腫瘤細胞會積累大量的過氧化氫。如何利用腫瘤代謝產物發展「以彼之道，還施彼身」的腫瘤治療策略是腫瘤生物治療的新領域。由於過氧化氫可被過氧化物酶催化產生具有細胞毒性的自由基，因此過氧化物酶被寄予開發腫瘤新藥物的希望。但是天然酶往往穩定性較差，在複雜的體內環境中容易失活，因而其應用受到限制。本項研究另闢蹊徑，探索了兼具酶催化活性和納米材料穩定性的納米酶在該策略中的應用。

據了解，研究人員通過在介孔碳球中摻雜氮元素，設計合成了具有氧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶及超氧化物歧化酶四種酶活性的新型納米酶。這種新型碳氮納米酶在酸性條件下，發揮氧化酶和過氧化物酶活性，可催化氧氣和過氧化氫產生活性氧自由基；在中性環境下則主要表現為過氧化氫酶和超氧化物歧化酶活性，可以清除自由基。如何將該納米酶準確遞送到腫瘤細胞並特異激活其產生活性氧自由基的氧化酶和過氧化物酶活性是決定碳氮納米球能否應用於腫瘤治療的關鍵。

研究人員利用鐵蛋白對這種新型碳氮納米酶進行修飾，並通過實驗驗證了鐵蛋白修飾後的碳氮納米酶可以特異識別腫瘤細胞，並定位於腫瘤細胞內部具有酸性環境的溶酶體中，其氧化酶和過氧化物酶被特異性激活，催化腫瘤內的氧氣和過氧化氫產生高毒性的活性氧自由基，實現對腫瘤細胞的特異性殺傷。動物荷瘤實驗表明，鐵蛋白-碳氮納米酶可顯著抑制腫瘤的生長。

該研究還設計發明了具有多重酶活性的新型碳氮納米酶，並利用鐵蛋白的導航，在體內實現納米酶的精準遞送和酶活調控，利用腫瘤特徵性的代謝產物，發揮對腫瘤特異而高效的殺傷作用，建立了納米酶靶向催化治療腫瘤的新策略，為腫瘤治療提供了新的思路和技術。

編輯 聶翠蓉

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