導讀
近日,西北農林科技大學化學與藥學院裴玉新/裴志超教授團隊《Small》發表題為“基于柱芳烴-金屬配合物構建的超分子納米酶用于腫瘤免疫治療”的研究論文。論文第一作者為2021級博士研究生邸小姣,裴玉新教授、裴志超教授、祁建釗副教授和吉林大學的楊英威教授為該論文的通訊作者。
天然酶在腫瘤治療中面臨穩定性差、成本高等局限,而傳統納米酶雖具有類酶活性和結構穩定性,卻普遍存在活性位點密度低、金屬原子利用率不足等問題,導致催化效率受限。如何通過簡捷的合成策略獲得高性能納米酶,仍是該領域的關鍵挑戰。
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圖. 超分子納米酶DCuP NP的制備及其通過誘導焦亡激活抗腫瘤免疫的示意
針對上述問題,研究團隊設計了一種基于柱芳烴-金屬配合物的超分子納米酶(DCuP NP)。該納米酶通過二甲基吡啶胺全功能化柱芳烴與Cu2+發生配位作用形成兩親性柱芳烴-金屬配合物(DCuP)自組裝而成。實驗結果表明,DCuP NP表現出顯著增強的類過氧化物酶活性:其對3,3',5,5'-四甲基聯苯胺(TMB)和過氧化氫(H2O2)的催化效率(kcat/Km)比單體類似物3 NP提高了近5倍,而相較于催化位點模型配合物1,其活性更是從幾乎可忽略躍升至顯著水平。機制研究發現,DCuP NP在腫瘤微環境中既能催化H2O2生成活性氧,又能消耗谷胱甘肽,從而放大氧化應激效應,抑制癌細胞增殖,并激活Caspase-1/GSDMD介導的細胞焦亡,進而誘發抗腫瘤免疫反應。在4T1荷瘤小鼠模型中,DCuP NP實現了86.5%的腫瘤抑制率,同時腫瘤浸潤CD8? T細胞數量增加了12.7倍。此外,腫瘤再挑戰實驗證實了該納米酶能夠誘導體內免疫記憶效應。
該研究首次將柱芳烴及其多價效應與金屬配位相結合,構建出具有高效生物催化功能的超分子納米酶,為發展結構簡捷、性能優異的仿生納米酶提供了全新策略。
研究得到國家自然科學基金面上項目(編號:22577103、22571257)和陜西省社會發展科技計劃項目(項目號:2024SF-YBXM-294)的資助。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202510441
來源:西北農林科技大學
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