通過酶催化同時誘導(dǎo)鐵死亡和細(xì)胞凋亡是一種有效的癌癥治療模式。受DNA和G-四鏈體/血紅素DNA酶結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，中國科學(xué)院長春應(yīng)化所陳學(xué)思院士、肖春生研究員和張鵬研究員通過將苯基硼酸修飾的透明質(zhì)酸（HA-PBA）、鳥苷(G)、血紅素和葡萄糖氧化酶（GOx）進(jìn)行一步組裝，制備了一種無DNA的鳥苷基聚合物納米反應(yīng)器（HPG@hemin-GOx），并將其作為鐵死亡誘導(dǎo)劑。
本文要點(diǎn)：
（1）HPG@hemin-GOx具有類GOx、類過氧化物酶（POD）、類過氧化氫酶（CAT）和類谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）等活性。該納米反應(yīng)器的GOx活性可以在氧氣存在下氧化葡萄糖，以增加細(xì)胞內(nèi)的過氧化氫（H2O2）水平。HPG@hemin-GOx的類POD活性可以利用生成的H2O2誘導(dǎo)羥基自由基的產(chǎn)生。與此同時，通過類CAT活性產(chǎn)生的氧氣可以促進(jìn)GOx的耗氧性葡萄糖氧化過程，從而增強(qiáng)胞內(nèi)活性氧（ROS）的產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)，HPG@hemin-GOx的類GPX活性可以消耗細(xì)胞內(nèi)的谷胱甘肽，以下調(diào)GPX4的表達(dá)。
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，HPG@hemin-GOx可通過ROS介導(dǎo)的核DNA和線粒體損傷以及GPX4消耗誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化積累等機(jī)制誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡和鐵死亡，進(jìn)而能夠在體內(nèi)外表現(xiàn)出顯著的抗癌作用。綜上所述，該研究為構(gòu)建具有多酶活性、用于實(shí)現(xiàn)鐵死亡-細(xì)胞凋亡協(xié)同抗癌治療的聚合物納米反應(yīng)器提供了一種新的方法。
Xiaonong Zhang. et al. DNA-Free Guanosine-Based Polymer Nanoreactors with Multienzyme Activities for Ferroptosis?Apoptosis Combined Antitumor Therapy. ACS Nano. 2024
DOI: 10.1021/acsnano.4c11275
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c11275
