科技日?qǐng)?bào)揚(yáng)州4月13日電（記者過(guò)國(guó)忠 通訊員田芳）記者4月13日從揚(yáng)州大學(xué)獲悉，該校江蘇省特聘教授高利增課題組與中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所閻錫蘊(yùn)課題組合作完成的納米酶催化治療腫瘤的研究新成果，12日在線發(fā)表《Nature Communications》(自然-通訊)雜志。這項(xiàng)研究工作，不僅將納米酶的應(yīng)用范圍從體外診斷拓展到體內(nèi)治療，更重要的是為腫瘤治療提供了一種新的策略。

高利增介紹，這項(xiàng)研究首次證明通過(guò)對(duì)納米酶多酶體系的體內(nèi)活性調(diào)控，可以將腫瘤代謝產(chǎn)物催化為毒性物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的特異性殺傷。該研究是繼發(fā)現(xiàn)納米酶，并將其應(yīng)用于腫瘤體外診斷（Nature Nanotechnology 2007，2012）之后，首次將納米酶直接用于體內(nèi)腫瘤治療。

腫瘤代謝具有與正常細(xì)胞不同的特征，例如，腫瘤細(xì)胞會(huì)積累大量的過(guò)氧化氫。如何利用腫瘤代謝產(chǎn)物發(fā)展“以彼之道，還施彼身”的腫瘤治療策略是腫瘤生物治療的新領(lǐng)域。由于過(guò)氧化氫可被過(guò)氧化物酶催化產(chǎn)生具有細(xì)胞毒性的自由基，因此過(guò)氧化物酶被寄予開(kāi)發(fā)腫瘤新藥物的希望。但是天然酶往往穩(wěn)定性較差，在復(fù)雜的體內(nèi)環(huán)境中容易失活，因而其應(yīng)用受到限制。本項(xiàng)工作的研究人員另辟蹊徑，探索了兼具酶催化活性和納米材料穩(wěn)定性的納米酶在該策略中的應(yīng)用。

據(jù)了解，研究人員首先設(shè)計(jì)合成了具有氧化酶、過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶及超氧化物歧化酶四種酶活性的新型納米酶。這種納米酶多酶活性是通過(guò)在介孔碳球中摻雜了氮元素實(shí)現(xiàn)的。這種新型碳氮納米酶在酸性條件下，發(fā)揮氧化酶和過(guò)氧化物酶活性，可催化氧氣和過(guò)氧化氫產(chǎn)生活性氧自由基；在中性環(huán)境下則主要表現(xiàn)為過(guò)氧化氫酶和超氧化物歧化酶活性，可以清除自由基。如何將該納米酶準(zhǔn)確遞送到腫瘤細(xì)胞并特異激活其產(chǎn)生活性氧自由基的氧化酶和過(guò)氧化物酶活性是決定碳氮納米球能否應(yīng)用于腫瘤治療的關(guān)鍵。

研究人員利用鐵蛋白對(duì)這種新型碳氮納米酶進(jìn)行修飾，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了鐵蛋白修飾后的碳氮納米酶可以特異識(shí)別腫瘤細(xì)胞，并定位于腫瘤細(xì)胞內(nèi)部具有酸性環(huán)境的溶酶體中，其氧化酶和過(guò)氧化物酶被特異性激活，催化腫瘤內(nèi)的氧氣和過(guò)氧化氫產(chǎn)生高毒性的活性氧自由基，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的特異性殺傷。動(dòng)物荷瘤實(shí)驗(yàn)表明，鐵蛋白-碳氮納米酶可顯著抑制腫瘤的生長(zhǎng)。

該研究還設(shè)計(jì)發(fā)明了具有多重酶活性的新型碳氮納米酶，并利用鐵蛋白的導(dǎo)航，在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)納米酶的精準(zhǔn)遞送和酶活調(diào)控，利用腫瘤特征性的代謝產(chǎn)物，發(fā)揮對(duì)腫瘤特異而高效的殺傷作用，建立了納米酶靶向催化治療腫瘤的新策略，為腫瘤治療提供了新的思路和技術(shù)。