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      深醫科研成果

      醫學部何前軍教授團隊在國際頂級期刊《Nature Communications》上發表重要文章

      文章來源: 作者: 發布時間:2021年03月02日 點擊數: 字體:


      近日,深圳大學醫學部生物醫學工程學院何前軍教授帶領的“先進納米藥物課題組”在國際頂級期刊Nature Communications上發表了一篇題為"Photocatalysis-mediated drug-free sustainable cancer therapy using nanocatalyst"的研究論文。醫學部碩士研究生招斌、王英帥博士后為論文的共同第一作者,何前軍教授為唯一通訊作者。該論文研發了一種Z型結構的納米光催化劑,實現了腫瘤內原位NIR光催化產氫以抑制癌細胞能量,同時利用產生的空穴原位氧化腫瘤內過度表達的GSH以破壞腫瘤抗氧化防御系統,從而通過“氫氣-空穴聯合療法”有效地搗毀了腫瘤微環境,達到了高效抗癌的作用。

      該研究率先提出了一種“氫氣-空穴聯合療法”。不同于常規的氣體藥物擔載策略,催化產氣策略完全避免了在其它部位產生氣體。相比于常規的光催化產氫材料,開發的NIR光催化產氫納米材料不需要攜帶任何犧牲劑,能夠源源不斷地、可持續地、可控高效產氫。這項工作提出了一種無藥物治療的概念,無需使用傳統的有毒藥物,在治療過程中不消耗治療劑,具備取之不盡用之不竭的治療能力,因而是一種安全、高效的治療方法。該工作為體內氣體遞送提供了新思路,為催化材料提供了一個新的應用出口,促使納米氣體治療方法學與催化材料開發應用相互促進發展。

      氫氣既是一種清潔綠色能源,還是一種被證實的、安全且有效的醫用氣體,在炎癥相關疾病展現出明顯的抗炎效應。特別是新冠肺炎流行期間,氫氣/氧氣混合吸入療法在抗擊新型冠狀病毒肺炎中做出了重要貢獻,被國家衛生健康委列入《新型冠狀病毒肺炎診療方案》試行第七版和第八版(最新版)。早在1975年,Science就報道了高壓氫氣(大劑量吸氫)能抑制皮膚癌的進展。但目前常規的給氫方式難以在深層腫瘤部位有效蓄積高濃度氫分子,一定程度上制約了氫氣的抗癌效果。

      近年來,光催化水解產氣提供了一種新興的氣體控釋途徑,但近紅外(NIR)光催化產氫材料的開發遇到較大挑戰,因為需要同時滿足窄的帶寬(≤1.53 eV for 808 nm light)和高的氧化還原活性,而且產氣量受制于犧牲劑的有限擔載量。針對這兩大難題,何前軍教授團隊在SnS1.68納米片(帶寬 1.49 eV)表面鉚接WO2.41納米點構建了一種Z型結構SnS1.68-WO2.41納米催化劑(如圖所示)。WO2.41納米點通過表面等離子體效應將熱電子注入到SnS1.68納米片中,實現NIR光催化產氫的同時增強了體系的氧化能力,從而能夠利用腫瘤內過度表達的GSH作為犧牲劑實現腫瘤內NIR光催化產氫。產生的氫氣和GSH的剝奪協同抑制了腫瘤中癌細胞的繁殖并誘導其凋亡,導致過度生長的腫瘤血管退化,并大量減少了腫瘤相關巨噬細胞含量(清除腫瘤免疫抑制),從而有效地破壞了癌細胞賴以生存的腫瘤微環境,達到了較好的腫瘤治療效果。


      該研究對氣體醫學的臨床轉化有著積極意義,相關工作發表在國際著名期刊《自然·通訊》,詳見:Photocatalysis-mediated drug-free sustainable cancer therapy using nanocatalyst, Nature Communications, 2021, 12, 1345.

      論文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-021-21618-1

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