Angew. Chem. :通过调节细胞膜不饱和度促进脂质过氧化进程来提高化学动力疗法。

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化学动力疗法(chemodynamic therapy, CDT)是一种新兴的治疗策略,通过将细胞内过表达的过氧化氢转化为高毒性的羟基自由基(hydroxyl radicals, •OH)来抑制肿瘤生长。其中,脂质过氧化是CDT治疗中最具破坏性的过程之一。多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids,PUFAs)是一类具有两个或多个碳碳双键的膜脂,与亚甲基相邻的双键的存在削弱了亚甲基碳-氢键,从而使氢更容易被抽提,因此PUFAs比饱和或单不饱和脂肪酸更容易受到活性氧引发的脂质过氧化影响,但目前还没有研究探讨细胞膜不饱和程度对CDT疗效的影响。


近日,新加坡国立大学的陈小元教授和福州大学的林立森教授合作报道了一种化学动力学纳米剂,通过调节细胞膜的不饱和度诱导脂质过氧化,进而实现了增强型的化学动力学疗法。



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OA@Fe-SAC@EM NPs在增强抗肿瘤CDT中的应用。

该纳米系统由红细胞膜(erythrocyte membrane,EM)包被已负载齐墩果酸(oleanolic acid,OA)的铁单原子催化剂(Fe single-atom catalyst,Fe-SAC)组成。OA@Fe-SAC@EM NPs被肿瘤细胞摄取后,内源性过表达的H2O2可自由穿过EM壳来参与Fe-SAC介导的催化反应。催化生成的•OH不仅启动CDT过程,还导致EM的破裂和随后的OA释放。释放的OA上调蛋白-酰基辅酶a合成酶长链家族成员4 (Acyl-CoA synthetase long-chain family member 4, ACSL4)的表达来改变细胞膜的不饱和度,诱导脂质过氧化发生来增强CDT疗效。

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Fe-SAC纳米颗粒的合成示意图,形貌和结构表征。

高分辨透射电镜、球差电镜、x射线吸收近边结构、扩展X射线吸收精细结构等表征结果表明我们成功制备了具有单原子分散Fe-N3活性位点的Fe-SAC。

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OA@Fe-SAC@EM NPs对肿瘤细胞产生的化学动力学毒性。

CCK8、流式分析、和死活染色实验均表明OA@Fe-SAC@EM NPs可以有效地抑制肿瘤细胞增长;DCFH-DA染色实验结果则显示OA@Fe-SAC@EM NPs可有效地提高细胞内活性氧水平。

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OA@Fe-SAC@EM NPs的抗肿瘤效果评价。

小鼠体内抗肿瘤实验结果表明OA@Fe-SAC@EM NPs可以有效地在肿瘤部位富集,并高效地抑制肿瘤生长,且具有良好的生物安全性。本研究为通过调节细胞膜的不饱和度来提高化学动力学疗效提供了概念验证。

文信息

Amplification of Lipid Peroxidation by Regulating Cell Membrane Unsaturation to Enhance Chemodynamic Therapy

Yang Zhu, Peng Gong, Jun Wang, Junjie Cheng, Wenyu Wang, Huilan Cai, Rujiang Ao, Hongwei Huang, Meili Yu, Lisen Lin*, and Xiaoyuan Chen*

文章的第一作者是新加坡国立大学和福州大学联合培养博士后朱阳。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202218407




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