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近期要闻

高效癌症化学动力学治疗取得新进展

科研人员设计出碳包覆氧化亚铜空心纳米胶囊

来源： 时间：2022-03-04 作者：孟祥福

　　近日，中科院合肥物质科学研究院强磁场科学中心王辉研究员与中国科学技术大学陈乾旺教授、合肥研究院健康所钱俊超副研究员合作，采用溶剂热法设计了一种氮掺杂碳包覆的氧化亚铜空心纳米胶囊（HCONC），未来有望应用于高效癌症化学动力学治疗，相关成果以“Hollow Cuprous Oxide@nitrogen-doped Carbon Nanocapsules for Cascade Chemodynamic Therapy”为题发表在国际期刊Small上。

　　近年来，由于选择性高、侵袭性小，肿瘤微环境（TME）响应性的化学动力学治疗（CDT）受到研究者的广泛关注。由于传统CDT主要集中在Fe2+介导的Fenton反应，其受到较强肿瘤微酸环境和较低反应速率的限制。此外，肿瘤细胞中谷胱甘肽（GSH）的过度表达会破坏细胞内的活性氧（ROS），导致治疗效果有限。因此，设计一种生物相容性的纳米催化剂来抑制GSH的过度表达以增强CDT效果变得很有必要。

　　在各种金属基纳米催化剂中，亚铜基纳米催化剂在弱酸性条件下甚至在中性介质中都表现出作为类芬顿剂的巨大潜力。此外，由于Cu+/Cu2+的低氧化还原电位，亚铜基纳米催化剂对·OH的生成和降低GSH过度表达具有更高的催化活性。然而，亚铜基纳米催化剂的易氧化性和潜在的离子毒性限制了其临床应用。

　　本研究中，HCONC中Cu+介导的类Fenton反应不仅能在相对宽松的条件下有效地分解H2O2生成•OH，同时在肿瘤微环境中释放的Cu+也可以消耗过度表达的GSH，防止新生的ROS被分解。此外，薄层碳巧妙地附着在空心氧化亚铜（Cu2O）纳米晶表面，有效地阻止了Cu+的氧化，提高了Cu2O纳米晶的稳定性和生物相容性。体外和体内实验均表明，HCONC具有出色的抗肿瘤能力，可用于降低肿瘤细胞中GSH过度表达并加速CDT的效果，因此在肿瘤化学动力学治疗中有望展现出更广阔的应用前景。

　　本研究工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院合肥大科学中心协同创新培育计划、合肥市自然科学基金、合肥研究院院长基金拔尖培育计划、强磁场安徽省实验室方向基金等项目的资助，羟基自由基检测部分在稳态强磁场实验装置（SHMFF）上完成。

　　论文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202107422 　　

 

　　HCONC催化的级联反应用于肿瘤的化学动力学治疗示意图

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