长春应化所任劲松/曲晓刚Chem. Sci.：MXene衍生的氧化还原平衡稳态调节器通过干扰Nrf2抗氧化程序增强肿瘤声动力治疗

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背景介绍

由超声（US）介导的声动力疗法（SDT）因其组织穿透深度高、侵袭性小而成为一种时空可控的抗肿瘤治疗方式。然而，声敏剂面临的主要挑战之一，是肿瘤细胞已经发展出了一套增强的抗氧化防御系统，以维持在快速增殖的肿瘤微环境中应对应激所需的还原性环境。这种抗氧化防御系统赋予了肿瘤细胞强大的抗氧化能力。其中，肿瘤细胞中显著升高的Nrf2抗氧化程序可以作为最主要的活性氧（ROS）解毒系统之一，通过减轻氧化损伤并促进肿瘤发生，并极大地削弱ROS介导的抗肿瘤疗法的治疗效果。此外，肿瘤细胞中升高的Nrf2抗氧化程序还与不良的预后极度相关。因此，Nrf2抗氧化系统可以作为改善SDT疗效的一个非常重要的目标。

成果简介

近日，中国科学院长春应用化学研究所任劲松/曲晓刚课题组报道了一种由碳化钒（V₂C）MXene片层材料衍生的碳纳米点（PMQDs），其可以作为高效的声敏剂，在超声波的照射下有效地生成大量的ROS，同时阻碍Nrf2抗氧化程序，以增强肿瘤的声动力学治疗。这些PMQDs由于具有高效的电子-空穴对迁移/分离能力以及较窄的带隙，其显示出了高效的超声波触发的ROS生成能力。重要的是，这些PMQDs可以作为有效的氧化还原稳态调节器，干扰Nrf2抗氧化机制，从而降低其对ROS解毒的影响，进一步增强SDT的功效。总的来说，本研究提供了一种通过干扰Nrf2抗氧化程序来增强SDT的全新策略。相关成果以标题为A MXene-derived redox homeostasis regulator perturbs the Nrf2 antioxidant program for reinforced sonodynamic therapy发表在化学领域著名期刊《Chemical Science》上。论文的通讯作者为中国科学院长春应用化学研究所的任劲松研究员，曲晓刚研究员，论文的共同第一作者为中国科学院长春应用化学研究所的助理研究员王欢博士，以及吉林大学口腔医学院的研究生刘欣辰。 

图文导读

 图1. PMQDs作为高效的声敏剂，在超声波的照射下有效地生成大量的ROS，同时阻碍Nrf2抗氧化程序，以增强肿瘤的声动力学治疗。 
图2. PMQDs在超声波照射下的ROS生成能力以及其声动力活性相关机制。 
图3. PMQDs可以有效抑制乳腺癌细胞的Nrf2抗氧化系统。 
图4. PMQDs在肿瘤声动力治疗中的应用及效果。

论文信息
A MXene-derived redox homeostasis regulator perturbs the Nrf2 antioxidant program for reinforced sonodynamic therapy. Chem. Sci. 2022, DOI: 10.1039/D1SC07073H

原文链接

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/sc/d1sc07073h

作者简介

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任劲松教授：中科院长春应化所研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者（2003），国家“万人计划”科技创新领军人才（2016），科睿唯安全球“高被引学者(Highly Cited Researchers)”，国务院政府特殊津贴获得者。1990年7月毕业于南京大学，获学士学位;1995年10月毕业于中国科学院长春应用化学研究所，获博士学位。1996年8月-2000年12月于美国密西西比大学医学院做博士后。2000年12月-2002年7月于美国加州理工做Research Fellow。2006年7月-2006年8月，在日本甲南﹑京都大学JSPS做访问教授。2002年7月至今在中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室任研究员。任劲松研究员长期从事于小分子对生物分子的识别与调控，抗癌、抗病毒等药物的筛选及作用机制，以及基于生物功能纳米材料及应用的研究。作为课题负责人先后承担了多项国家自然科学基金（包括重点、杰青和面上），国家973计划项目。近年来在Nat. Commun.，J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.，Chem. Sci.等刊物上发表论文450余篇，累计引用数＞40000次(Google Scholar)。曲晓刚教授：中科院长春应化所研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者（2002）；中科院长春应化所学委会常委；化学生物学实验室主任；2007年入选“新世纪百千万人才工程” 国家级人选；科睿唯安全球“高被引学者(Highly Cited Researchers)”；2015年当选英国皇家化学会会士(FRSC); 昆士兰大学荣誉教授；J. Mater. Chem. B 和 Mater. Adv. 副主编；吉林大学生科院兼职博士生导师，中国化学会生物物理化学专业委员会副主任，化学生物学专业委员会委员，中国稀土学会理事，中国生物物理学会理事，纳米酶分会会长；2006.12-2007.5作为访问教授，与诺贝尔奖获得者Alan J. Heeger实验室开展生物分子识别合作研究。2002年回国后，利用化学、生物物理、分子生物学、细胞学及材料化学等多学科交叉的优势，在对重要基因和蛋白的识别、功能调控及潜在应用等方面做了大量系统的研究工作，为认识和调控重要的与疾病发生、发作相关的生物化学过程提供重要依据。相关工作在重要期刊发表论文260余篇，包括PNAS, Nat. Catal., Sci. Adv., Nat. Commun., Angew. Chem., J. Am. Chem. Soc., Nucleic Acids Res., Adv. Mater., Chem. Sci., Acc. Chem. Res., Chem. Rev., Chem. Soc. Rev.等。

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