當今社會快速發展，人們的生活壓力不斷增長，環境污染、飲食作息不規律等因素，導致罹患癌癥的人數越來越多。癌癥的早期診斷與治療方法，是現代醫學的研究重點。

2021年，華中科技大學同濟藥學院張曉娟/項光亞團隊發現，循環反應介導的自供應H₂O₂ 和O₂，可以用于協同化學動力學/癌癥饑餓治療。該研究以Cyclic reactions-mediated self-supply of H₂O₂ and O₂ for cooperative chemodynamic/starvation cancer therapy為題，發表于國際期刊Biomaterials。

基本信息

文章標題：
Cyclic reactions-mediated self-supply of H₂O₂ and O₂ for cooperative chemodynamic/starvation cancer therapy
中文標題：
循環反應介導的自供應H₂O₂和O₂可用于協同化學動力學/癌癥饑餓治療
發布期刊：
Biomaterias
發表時間：
2021
影響因子：
12.479
通訊作者單位：
華中科技大學同濟藥學院

研究背景

羥基自由基(·OH)介導的化學動力學治療(CDT)，和基于葡萄糖氧化酶(GOx)饑餓治療(ST)，是兩種新興的抗腫瘤方法，分別受酸/H₂O₂不足和腫瘤缺氧的限制。據此，團隊開發了一種脂質體納米平臺，共傳遞CaO₂/Fe(OH)₃納米復合材料和GOx分子，通過互補效應協同CDT/ST。

基于鐵離子引發的芬頓反應中，CaO₂供應的H₂O₂不僅能產生·OH，為CDT提供充足的H₂O₂，還能產生O₂，來提高在缺氧條件下GOx的催化效率。同時，增強的ST產生葡萄糖酸和H₂O₂，能夠進一步加強CDT。 通過體外和體內實驗，研究人員證明了基于循環芬頓/饑餓反應的相互增強模式，提供了一種新穎有效的抗癌機制，能有效緩解癌癥乏氧。

數據展示

圖示：注射生理鹽水和LCFG，通過生化方法分析小鼠的血液
檢測肌酐（CRE）、血尿素氮（BUN）、
丙氨酸氨基轉移酶（ALT）、天冬氨酸氨基轉移酶（AST）

為了檢驗脂質納米材料是否會引起腎毒性和肝毒性，實驗人員對小鼠分別注射了生理鹽水和LCFG，結果顯示，LCFG納米顆粒沒有引起腎毒性和肝毒性。

研究成果


圖示：(A) LipoCaO₂/Fe(OH)₃-GOx的合成過程
(B) 用太極圖解釋循環芬頓/饑餓反應

步驟1
酸性TME使CaO₂/Fe(OH)₃納米復合材料分解，生成H₂O₂和Fe³⁺；
步驟2
H₂O₂與Fe³⁺反應生成O₂和·OH，觸發芬頓反應；
步驟3
產生的O₂促進了GOx的催化效率，提高了ST對進一步消除腫瘤的療效。

另外，在饑餓過程中，產生了葡萄糖酸和H₂O₂，形成酸性和氧化環境，促進CDT產生·OH。

總地來說，一項反應的反應物，可以由另一種物質的“副產物”提供，形成一個類似循環的催化過程。基于體外和體內實驗結果，研究人員證明了這種相互強化形式的芬頓/饑餓反應，為CDT/ST協同緩解癌癥乏氧，提供了一種新穎而有效的抗癌機制。



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