“纳米催化医学”肿瘤**新策略

癌症是少数现代医学仍然无法攻克的**之一，癌细胞以其复杂多样的代谢方式和生态微环境给癌症**带来极大的困难。在目前癌症的**策略中，化疗仍是*常用的手段之一。但常规的癌症化疗，在高毒性的**作用于全身造成强烈毒副作用的同时，病灶的药效却随之大幅降低。事实上，强毒副作用与低化疗效果成为了癌症病人的主要死亡原因之一。因此，开发无毒、**和高效的癌症**体系尤为重要。

近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员施剑林、陈雨带领的科研团队提出了“纳米催化医学”的新型肿瘤**策略，利用多元化、高选择性和高特异性的催化反应实现**、无毒**在肿瘤区域微环境刺激下原位转化为有毒物质，从而达到选择性杀死肿瘤细胞而不对正常组织产生毒副作用的目的。*新的一项将纳米催化医学策略成功应用于肿瘤**的工作发表在《自然-通讯》上。

在该项工作中，研究团队合成了一种枝状介孔二氧化硅纳米粒子作为**输运系统载体，依次负载直径2 nm的超小四氧化三铁纳米粒子和葡萄糖氧化酶，构建一种新型的纳米催化剂。该纳米催化剂中的葡萄糖氧化酶是一种高活性有机酶，且四氧化三铁纳米粒子是一种高效、高稳定性的Fenton反应催化剂。该催化剂利用肿瘤细胞内旺盛的葡萄糖原料和微酸性代谢环境，连锁地进行高效的生物酶催化反应和化学Fenton催化反应。在**步生物酶催化反应中，葡萄糖氧化酶选择性地催化肿瘤内的d-葡萄糖生成过氧化氢与葡萄糖内脂。过氧化氢作为下一步化学Fenton催化反应的反应物，在酸性条件下被四氧化三铁催化生成高毒性的活性氧物种-羟基自由基。高毒性的羟基自由基可以诱导肿瘤细胞的凋亡，在实现杀死肿瘤细胞的同时，不对正常的组织和器官造成损害。体内动物实验结果显示，该纳米催化剂对健康的小鼠在1个月的时间内没有**影响，表明其具有良好的体内生物**性。在荷瘤鼠的体内**毒性研究中发现，其对于4T1乳腺癌肿瘤和U87脑胶质瘤肿瘤的抑制效率分别达64.67%和57.24%，表明该纳米催化剂具有较好的肿瘤杀伤和抑制能力。

此外，该团队利用瘤内催化反应策略，开展了不同的无毒副作用肿瘤化疗的系列前沿探索工作。如利用介孔氧化硅纳米颗粒作为载体，将无毒的金属朴啉分子输运至癌症病灶，在常规的超声外场作用下，瘤内催化产生大量单线态氧自由基，**高效杀灭肿瘤（J. Am. Chem. Soc.， 2017， 139， 1275-1284）。该团队还合成得到无毒的非晶铁纳米颗粒，进入肿瘤后，这种纳米颗粒在肿瘤弱酸性环境下释放出二价铁离子，催化肿瘤过表达的过氧化氢，原位产生活性氧组分，同样达到**高效杀灭肿瘤的目的（Angew. Chem. Int. Ed.， 2016， 55， 2101-2106）。这些工作为未来的肿瘤精准**提供了全新的路径。

该研究工作得到了国家重点研发计划“青年科学家”专项（纳米专项）、国家自然科学基金、中国化学会青年人才托举工程以及中科院青年**促进会等的资助和支持