南通大学刘昕博士、凌勇教授团队《ACS AMI》：基于柱[6]芳烃的超分子纳米催化剂用于高效的化学动力治疗

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化学动力疗法（CDT）是利用肿瘤细胞内过量的H₂O₂，在某些金属离子作用下发生芬顿或类芬顿反应，原位产生·OH，引起肿瘤细胞死亡的新型肿瘤治疗方式，其治疗效果与细胞内H₂O₂浓度和酸性密切相关。由于肿瘤细胞内H₂O₂浓度有限且pH通常为6.5~6.8的弱酸性环境，严重限制了Fenton反应的效率，大大削弱了化学动力疗法的治疗能力。因此如何选择性降低肿瘤细胞内的pH并增加H₂O₂含量，成为实现高效CDT的关键因素。此外，由于金属离子在CDT中的决定性作用，现有的CDT研究绝大多数都是基于无机金属材料或金属有机框架材料。

最近，南通大学刘昕博士、凌勇教授团队在《ACS applied materials & interfaces》上发表了题为“Pillar[6]arene-Based Supramolecular Nanocatalysts for Synergistically Enhanced Chemodynamic Therapy by the Intracellular Cascade Reaction”的文章（DOI:10.1021/acsami.1c15203）。作者通过羧酸盐柱[6]芳烃与二茂铁之间的主-客体作用，巧妙的构筑了具有双重增强CDT作用的超分子纳米催化剂（GOx@T-NPs）用于肿瘤治疗。GOx@T-NPs能够在肿瘤细胞内引发级联反应催化高浓度的葡萄糖持续转化为·OH，同时消耗过表达的GSH，使产生的·OH维持在较高的水平，实现对CDT的双重增强。此外，GOx@T-NPs在消耗GSH的同时，可以释放抗癌药物喜树碱，实现对肿瘤的化学动力治疗、饥饿治疗和化学治疗三种模式的协同治疗。该研究拓宽了CDT材料的应用范围并为超分子材料在肿瘤多模式协同治疗方面提供了思路。

Scheme 1. GOx@T-NPs的制备及治疗作用示意图。

图1. GOx@T-NPs的性质表征。（a）DLS;（b）TEM;（c）不同浓度GSH作用下的喜树碱（CPT）释放率;（d）GOx@T-NPs在不同葡萄糖浓度下的时间依赖性pH变化；（e）加入TMB和葡萄糖后，GOx@T-NPs在180min内溶液的照片；（f）GOx@T-NPs与TMB在不同葡萄糖浓度下孵育180分钟后的照片；（g）加入葡萄糖和TMB后GOx@T-NPs的紫外-可见光谱随时间的变化；（h）GOx@T-NPs与TMB在不同浓度葡萄糖孵育180 min后的紫外-可见光谱变化；（i）加入葡萄糖后，不同组的ESR结果。

图2.（a）GOx@T-NPs的HT-29细胞摄取与亚细胞定位；（b）A549（左）和HT-29（右）的细胞毒性；（c）HT-29细胞的活/死细胞染色。

图3. 不同药物作用后的细胞内（a）ROS，（b）LPO，（c）GSH，（d）ATP，（e，f）细胞凋亡结果。

图4. HT-29荷瘤鼠尾静脉注射GOx@T-NPs后，不同时间点的体内分布情况（a，b）；注射24小时后的肿瘤和器官分布情况（c，d）。

图5. 不同给药组HT-29荷瘤鼠的（a）肿瘤体积，（b）体重，（c）肿瘤重量，（d）代表性肿瘤照片，（e）肿瘤的H&E和TUNEL染色结果，（f）主要器官的H&E染色结果。

原文链接

http://doi.org/10.1021/acsami.1c15203

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