近日,我院生化傳感與芯片團隊關于“功能磁性納米酶在光磁驅動下的多酶級聯反應用于腫瘤鐵死亡”的研究成果發表在生物醫用材料領域國際頂級期刊Advanced Healthcare Materials(Advanced Materials系列期刊,IF=10.0,JCR1區)上,題目為“MOFs-based Magnetic Nanozyme to Boost Cascade ROS Accumulation for Augmented Tumor Ferroptosis”。我校為第一通訊單位,郭春顯教授和李長明教授為通訊作者,陳博副教授為共同第一作者兼通訊作者。
作為新近發現的一種細胞死亡方式,鐵死亡在抗腫瘤領域中引起了越來越多的關注。鐵死亡以胞内脂質過氧化物(LPO)的累積為主要特征,該方式能夠規避凋亡信号通路中的多藥耐藥,同時通過觸發氧化應激增強化療效果,極具臨床應用前景。但當前的小分子鐵死亡誘導劑的治療效果較低,使用推廣受限。本成果報道了一種基于金屬有機框架(MOFs)基磁性納米酶(PZFH)的鐵死亡增強療法。PZFH由卟啉基MOFs(PCN)原位修飾在鋅鐵氧體(ZF)納米顆粒表面,再經透明質酸(HA)包覆而得到。PZFH在光和磁作用下表現出多酶級聯活性,包括光觸發的類過氧化物(OXD)活性催化O2生成O2-,經超氧化物歧化酶(SOD)活性生成H2O2,再通過磁增強的過氧化物酶(POD)行為産生·OH。研究發現PZFH中新形成的Fe-N配位和增高的Fe2+/Fe3+比例促使了POD活性的顯著增強,在交變磁場作用下進一步加速了電子轉移。·OH結合光動力産生的單線态氧,在胞内累積了足量LPO。此外,PZFH顯示出高的GSH耗竭性能與谷胱甘肽過氧化物4(GPX4)的抑制活性,最終在體内外實驗中發揮出顯著增強的鐵死亡效應。

該研究展示出鐵死亡增強療法在臨床應用中的巨大潛力,為鐵死亡納米藥物的開發提供了可供借鑒的新思路。該工作獲得了國家自然科學基金(22108187),國家重點研發計劃(2021YFA0910403),江蘇省科技廳自然科學基金優秀青年項目(BK20230073,BK20220118)等支持。