科研成果

马立新团队利用铜基MOF在肿瘤治疗领域取得新进展

作者:生命科学学院发布时间:2022年12月08日 10:46

近日,湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室马立新教授团队在细菌肿瘤治疗领域再获突破。相关成果“Copper-Based Metal-Organic Framework Induces NO Generation for Synergistic Tumor Therapy and Antimetastasis Activity《铜基MOF诱导NO气体生成用于肿瘤协同治疗并抑制转移》发表于国际权威期刊SmallIF15.1)。湖北大学为第一单位,马立新教授和张成副教授为该论文通讯作者。

1.基于肿瘤微环境触发的高效CDT抗转移治疗体系示意图。

(A) mCuMNO纳米体系合成路线及其体内治疗机制。(B) NO在血管内抑制血小板激活阻碍循环瘤迁移机制。

肿瘤是当前人类重大疾病之一,严重影响着人们的生命健康和生活质量。肿瘤的转移与复发是肿瘤治疗过程中面临的主要挑战。虽然近年来肿瘤的诊断技术和治疗手段逐步优化,但是一些常见的转移性肿瘤预后仍然不理想。因此,探究新型肿瘤治疗方法,实现高效肿瘤根除和抗转移是目前亟待解决的科学问题。众所周知,肿瘤病灶区的微环境具有自身特异性,呈现出还原性(乏氧)、偏酸性(低pH)、富含过氧化氢(H2O2)和谷胱甘肽(GSH)等特征。化学动力学疗法(Chemodynamic TherapyCDT)是利用肿瘤病灶区内源性微环境实现特异性激活的治疗模式,产生羟基自由基(·OH)杀死肿瘤细胞。这种新型治疗技术避免了化疗药物的毒副作用,得到快速发展并展现出重要的临床潜力。然而,受限于·OH半衰期短作用范围小,深层肿瘤细胞往往能够逃避CDT的杀伤而发生转移。因此,构建高效CDT策略并抑制肿瘤转移是未来CDT的重要研究方向,也对CDT的临床转化具有重要的推动意义。

肿瘤的远端转移依赖于肿瘤细胞在血液中的循环扩散。肿瘤细胞在转移的时候通常采用抱团的方式以提高转移率;此外,在转移过程中,肿瘤细胞还喜欢劫持一些免疫细胞以逃避免疫系统的监视。不论是自身抱团,还是劫持免疫细胞,肿瘤细胞迁移都需要借助血小板的粘附作用。作为血管舒张剂抑制血小板激活,NO在肿瘤抗转移领域发挥重要作用。鉴于此,马立新教授团队构建了肿瘤微环境响应的高效CDT抗转移纳米体系(mCuMNO)。通过肿瘤细胞内高浓度H2O2Cu+发生类芬顿反应生成·OH用于原位肿瘤治疗;利用肿瘤细胞内高浓度GSH还原Cu2+生成Cu+触发NO释放用于抑制血小板激活,进而减少传统CDT治疗时因活性氧作用半径有限而造成的复发和转移。

马立新教授团队一直从事可编程核酸酶的发掘及应用研究,近期在药物递送及肿瘤治疗领域也有新突破。近年来,马立新教授团队以湖北大学为通讯单位在Nano TodayNucleic Acids ResearchSmallBiosensors and BioelectronicsChemical CommunicationsACS Synthetic Biology等国际权威期刊上发表多篇高水平论文。

 

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202205772