【PCN-224纳米颗粒】癌细胞膜伪装的级联生物反应器用于癌症靶向饥饿和光动力治疗

首页 > 行业动态 > 【PCN-224纳米颗粒】癌细胞膜伪装的级联生物反应器用于癌症靶向饥饿和光动力治疗

摘要：
研究人员构建了一种癌症靶向级联生物反应器（mCGP），将葡萄糖氧化酶（GOx）和过氧化氢酶嵌入癌细胞膜伪装的卟啉金属有机框架PCN-224中。该反应器借助仿生表面功能化实现免疫逃逸和同源靶向，进入癌细胞后催化内源性过氧化氢生成氧气，加速葡萄糖分解并在光照下增强细胞毒性单线态氧产生，通过协同饥饿疗法和光动力治疗（PDT）高效抑制癌症生长。

研究背景：
1. 行业问题和研究现状：传统饥饿疗法缺乏靶向性易致脱靶效应，PDT受肿瘤缺氧微环境限制；纳米光敏剂存在免疫清除、靶向性不足等问题。学者通过聚合物修饰、配体功能化等方式改进，但合成复杂且靶向效率有限。
2. 本文创新：采用癌细胞膜伪装策略，结合PCN-224的负载能力与级联酶催化反应，构建集免疫逃逸、同源靶向、饥饿治疗与PDT于一体的生物反应器，同步解决靶向性、缺氧及治疗协同性问题。

实验部分：
1. 材料制备：合成PCN-224后，通过静电作用负载GOx和过氧化氢酶，再与4T1癌细胞膜片段经挤压法制备mCGP，同时制备mCP、mGP作为对照。
2. 性能测试：体外测试mCGP的级联催化活性、细胞摄取、细胞毒性；体内评估其在4T1荷瘤小鼠中的靶向性、成像效果及抗癌疗效。
3. 安全性评估：检测小鼠体重、血液生化指标、主要器官组织学变化及材料排泄情况，验证生物相容性。

分析测试：
1. 结构表征：mCGP为核壳结构，粒径227.5 nm，ζ电位-20.9 mV，7天内稳定性良好，PXRD证实保留PCN-224晶体结构。
2. 催化性能：葡萄糖存在时mCGP溶液pH从6.4降至3.09，H₂O₂存在时O₂浓度从5.02升至24.3 mg/L，660 nm光照下高效产生¹O₂。
3. 生物性能：4T1细胞对mCGP的摄取量是COS7细胞的2.8倍，RAW264.7细胞对mCGP的摄取量仅为PCN-224的1/2.5；体内48 h肿瘤部位荧光强度达峰值。
4. 机理揭示：癌细胞膜赋予同源靶向和免疫逃逸能力，级联反应缓解肿瘤缺氧，协同实现饥饿治疗与PDT。

总结：
1. 主要研究结果：成功制备mCGP，实现靶向递送与协同治疗，单次给药后肿瘤抑制率达97.1%。
2. 创新突破：将细胞膜伪装与级联酶催化结合，解决肿瘤治疗中靶向性、缺氧及协同性难题。
3. 潜在意义：为复杂微环境下癌症的时空可控治疗提供新范式，推动多模式协同治疗发展。

Cancer Cell Membrane Camouflaged Cascade Bioreactor for Cancer Targeted Starvation and Photodynamic Therapy
文章作者：Shi-Ying Li, Hong Cheng, Bo-Ru Xie, Wen-Xiu Qiu, Jing-Yue Zeng, Chu-Xin Li, Shuang-Shuang Wan, Lu Zhang, Wen-Long Liu, Xian-Zheng Zhang*
DOI：10.1021/acsnano.7b02533
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b02533

本文为科研用户原创分享用于学术宣传交流，具体内容请查阅上述论文，如有错误、侵权等请联系修改、删除。未经允许第三方不得复制转载。