苏州大学刘庄教授与冯良珠副研究员团队:近红外光与葡萄糖双响应水凝胶体系治疗乳腺癌

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乳腺癌是全世界女性中发病率最高的癌症之一。虽然科学家对癌症治疗的研究已做出了巨大的努力，但对乳腺癌尤其是三阴性乳腺癌患者实现有效的治疗仍面临着巨大挑战。由于乳腺癌的表型对于其治疗方式及治疗输出有着重要的影响，设计一种普适的治疗方法有着重要的意义。化动力治疗是通过芬顿反应将内源性过氧化氢（H₂O₂）转化为具有高毒性的羟基自由基（·OH）的治疗方式，由于肿瘤部位相对正常组织H₂O₂含量较高，这种H₂O₂介导的化动力治疗已被广泛研究，被认为是一种有前途的癌症治疗方式。然而，由于化动力治疗中毒性·OH的产生仍然受到肿瘤内H₂O₂的限制，如何提高化动力治疗效率仍面临着问题。

针对这一问题，苏州大学刘庄教授与冯良珠副研究员团队制备了一种近红外光与葡萄糖双响应的水凝胶体系，即将N,N二甲基丙烯酰胺（DMAA）、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)与葡萄糖氧化酶（GOx）和芬顿催化剂GA-Fe（II）混合并原位注射到肿瘤部位，GOx能有效消耗肿瘤部位的葡萄糖，减少其能量来源，同时产生大量的H₂O₂, 经GA-Fe（II）介导的芬顿反应催化后产生大量·OH, 从而引发DMAA和PEGDA聚合形成水凝胶。 这种方法不仅提高了芬顿反应的催化效率， 还能够将GOx固定于肿瘤部位，减少其对正常组织的损伤。此外，GA-Fe（II）本身具有良好的光热性能，在808nm激光照射下会产生热量适度提高肿瘤温度，且发现温和的光热效应能够增强芬顿反应与GOx活性从而加速水凝胶的形成，增强材料在肿瘤部位的滞留，从而实现原位长滞留的饥饿治疗与化动力治疗的联合治疗。

图. NIR与葡萄糖双响应水凝胶用于增强的乳腺癌治疗原理图。

论文链接：

Hao, Yu, et al. “Near-infrared light and glucose dual-responsive cascading hydroxyl radical generation for in situ gelation and effective breast cancer treatment.” Biomaterials (2019): 119568.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961219306672

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