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上海硅酸盐所纳米催化非铁基类铁死亡治疗研究获进展

2021-12-01 上海硅酸盐研究所
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  铁死亡是一种以铁依赖的、活性氧(ROS)水平升高、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)失活和细胞脂质过氧化发生为特征的非凋亡性细胞死亡。当前报道的多数纳米催化铁死亡局限于铁基材料。非铁基纳米材料诱导的以ROS增加和GPX4失活的类铁死亡细胞死亡方式鲜有研究,对该方面的探索或为铁死亡治疗提供更有希望的发展前景。

  近日,中国科学院院士、中科院上海硅酸盐研究所研究员施剑林带领的科研团队,提出了一种非铁基类铁死亡策略,所构建的非铁基二维纳米生物材料通过增加ROS、消耗GSH(谷胱甘肽)和调控GPX4活性来触发类铁死亡的细胞死亡过程。该工作为铁依赖铁死亡策略提供了一种有效的替代,将铁死亡概念的适用性推广至非铁基金属诱导的类铁死亡过程。相关研究成果以A nonferrous ferroptosis-like strategy for antioxidant inhibition–synergized nanocatalytic tumor therapeutics为题,发表在Science Advances上,并申请国家发明专利一项。

  科研团队构建出钼酸钴-磷钼酸纳米片(CPMNSs),借助Co2+的类芬顿效应产生高毒性·OH,Mo6+被GSH还原为Mo5+,导致GSH的消耗,而Mo5+通过罗素机制将H2O2转变为1O2。同时,GSH和CPMNSs之间的化学反应加速了材料的降解,释放大量的Co2+,加速类芬顿反应。体外细胞实验也证实了CPMNSs引起的细胞ROS水平增加以及GSH消耗,加速了脂质过氧化的发生。作为维持GPX4活性的协同分子,GSH消耗使GPX4失活,从而不能将高毒性脂质过氧化物转变为低毒性醇类物质。这种有效的脂质过氧化物累积促进癌细胞和肿瘤的类铁死亡纳米催化治疗。

  研究工作得到国家自然科学基金重点基金/青年科学基金、中科院战略性先导科技专项、中科院特别研究助理资助项目、中国博士后科学基金面上项目等的支持。

  论文链接 

纳米催化非铁基类铁死亡策略示意图

打印 责任编辑:侯茜

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