王辉、张欣等在基于近红外触发纳米酶介导的肿瘤催化治疗中取得新进展

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近日，中科院合肥物质科学研究院强磁场科学中心王辉研究员、张欣研究员与该院健康所钱俊超副研究员合作制备了一种氧化铁纳米晶嵌入氮掺杂碳纳米片(IONCNs)，用作近红外光触发的纳米酶。该纳米酶在肿瘤协同治疗方面具有重要应用前景。相关结果发表在国际期刊ACS Applied Materials & Interfaces上。
　　化学动力学治疗(Chemodynamic therapy, CDT)是基于肿瘤微环境与正常细胞之间的显著性差异，所触发芬顿或类芬顿反应而产生高毒性羟基自由基，实现癌细胞死亡的一种癌症治疗模式。然而，肿瘤微环境中存在的自由基清除剂谷胱甘肽弱化了CDT效果。此外，机体本身的炎症或免疫细胞具有与肿瘤微环境相似的特征，会导致非病灶区域的CDT损伤。因此，外源触发型纳米酶的设计对于实现肿瘤特异性催化治疗具有重要意义。

　　用于实时磁共振成像引导的联合肿瘤治疗的外源性触发纳米酶

　　本研究中，研究人员制备的IONCNs可以吸收980纳米激光并将其转化为局部热量而杀死癌细胞。同时，近红外辐射产生的热量促使碳纳米片膨胀，诱导IONCNs在弱酸溶液中溶解产生Fe2+和Fe3+：前者催化过氧化氢分解生成羟基自由基，实现化学动力学治疗；后者作为谷胱甘肽过氧化物酶放大癌细胞的氧化应激和肿瘤催化治疗效果。此外，IONCNs可用作磁共振成像造影剂，进而监测肿瘤的治疗过程。
　　本研究工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、强磁场安徽省实验室等项目的资助。相关结构及性能测试在稳态强磁场实验装置(SHMFF）上完成。
　　论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c07375
           文章来源：合肥研究院
        王辉，博士，中国科学院强磁场科学中心研究员。2006年获安徽大学学士学位，2011年获中国科学技术大学博士学位。先后在中国科学技术大学，纽约城市大学，华盛顿大学从事博士后研究。2017年6月加入强磁场科学中心。以第一/通讯作者在Chem. Soc. Rev., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Adv. Sci., Iscience, Small, Biomaterials, Appl. Mater. Today, J. Controlled Release, J. Mater. Chem. A, ACS Appl. Mater. Interfaces等国际专业期刊上发表SCI论文40篇(总影响因子超过330)。授权国内专利3项，美国专利1项。
        张欣，中国科学院强磁场科学中心研究员，博士生导师。2001年毕业于北京大学医学部，获得学士学位；2007年毕业于美国印第安纳大学 Bloomington分校，获得博士学位。2008-2012年在哈佛医学院/Dana-Farber癌症研究所做博士后。2012年回国加入中国科学院强磁场科学中心，成立强磁生物学课题组，参与中国科学院科技创新与交叉合作团队。任课题组长以来，以通讯作者身份在 eLife、Nano Research、Neuroimage等杂志发表论文30余篇。受邀主编磁场与生命科学交叉领域中英文专著共三部(Springer 2017；科学出版社2018a,b)，主编“强磁场与生命健康”香山会议专辑，组织“第八届国际磁科学会议”等，推动了磁场与生物医学交叉领域的发展，产生了显著的国际影响力。张欣课题组依托强磁场大科学装置率先建立起国际上首个≥20 T强磁场生物学研究平台，并开发了溶液扫描隧道显微镜技术的生物学应用；借助强磁场平台与技术揭示了磁场抑制肿瘤细胞分裂和增殖的重要分子机制，并开发了其在抗肿瘤和外科手术中的应用，合作“磁外科”项目获“中华医学科技奖一等奖”。连续四年获得“中科院合肥物质科学研究院优秀导师”称号。