基于铜基金属有机框架的化学动力学疗法联合阿霉素抗口腔鳞癌作用及其机制研究

目的:探讨基于铜基金属有机框架(Cu⁃MOF)的化学动力学疗法联合阿霉素(DOX)协同抗口腔鳞癌作用及其机制。方法:通过简单的搅拌合成法制备了纳米级的Cu⁃MOF,并将其作为纳米载体负载DOX(Cu⁃MOF@DOX);通过透射电子显微镜对Cu⁃MOF的形貌进行表征,利用CCK⁃8法检测Cu⁃MOF@DOX对口腔鳞癌细胞的杀伤效果,采用激光共聚焦显微镜观察口腔鳞癌细胞摄取纳米颗粒及细胞内活性氧(ROS)的生成情况,利用谷胱甘肽(GSH)试剂盒检测癌细胞中GSH消耗情况,利用Western blot检测凋亡蛋白BAX和Bcl⁃2的表达。结果:Cu⁃MOF形态较规则,分散较均匀;Cu⁃MOF@DOX具有显著的抑瘤作用,呈剂量依赖关系(P<0.05);与DOX相比,Cu⁃MOF、Cu⁃MOF@DOX组均消耗GSH(P<0.001)。与DOX组相比,Cu⁃MOF@DOX中的DOX被细胞摄取的更多,并在细胞内能够产生ROS,协同引起细胞凋亡。结论:Cu⁃MOF@DOX能够通过化学动力学疗法和化疗协同作用促进口腔鳞癌细胞凋亡,Cu⁃MOF@DOX在口腔鳞癌治疗方面具有较好的应用前景。

无机纳米催化剂在化学动力学疗法的研究进展

化学动力学疗法(CDT)是一种侵袭性小的新兴肿瘤治疗方式.其通过将纳米催化剂引入肿瘤治疗中,促进肿瘤内产生特定毒性的活性氧,从而杀死肿瘤细胞.从化学动力疗法的原理,无机纳米催化材料的选择,CDT协同光热治疗、化疗、光动力学治疗、放疗共同提升肿瘤治疗效率这几个方面进行综述,说明CDT有望成为一种新型的替代性的肿瘤治疗方式.

基于化学动力学疗法的联合治疗在肿瘤中的研究进展

由于肿瘤微环境(TME)的复杂性,单一的治疗策略难以有效地消除肿瘤,因此需要多种方法以克服单一治疗策略的缺陷.化学动力学疗法(CDT)是一种新兴的癌症治疗策略,通过芬顿或类芬顿反应,将内源性过氧化氢(H_(2)O_(2))转化为羟基自由基(·OH)杀死癌细胞.该治疗方法因其侵袭性小、肿瘤特异性高而受到广泛研究.但是,温和的酸性pH值、低H_(2)O_(2)含量,以及TME中过表达的还原物质严重抑制了CDT效率.因此,基于CDT的联合治疗策略得到了广泛的发展.文章对近年来CDT联合治疗策略进行了概述,并对其进行了展望.

铜负载葡萄糖氧化酶纳米药物用于肝癌的化学动力学治疗

目的:为了达到靶向肿瘤部位实现肝癌的精准治疗,设计合成一种负载葡萄糖氧化酶(GOx)和铜离子(Cu2 )的纳米药物(Cu@GoxNM),通过化学动力学治疗达到对肿瘤细胞的杀伤作用。方法:通过“一锅法”合成铜负载葡萄糖氧化酶的纳米药物,通过扫描电镜和元素映射检测相关元素来验证纳米药物的合成。验证该纳米药物的级联催化产生活性氧作用。通过MTT细胞毒活实验,细胞活性氧的检测和活死细胞染色实验来验证其对细胞的影响,由此来证明化学动力学治疗的效果。结果:成功合成了铜负载葡萄糖氧化酶的纳米药物Cu@GoxNM;Cu@GoxNM对HUH7细胞的促凋亡作用与其浓度呈正相关;与对照细胞相比Cu@GoxNM致HUH7细胞产生更多的活性氧并发生细胞凋亡。结论:Cu@GoxNM纳米药物能明显促进肝癌细胞的凋亡,其是通过产生过量的活性氧达到化学动力学疗法作用。

pH响应铜掺杂介孔硅纳米催化剂增强肿瘤化疗–化学动力学联合治疗的研究

化学动力学疗法(CDT)利用肿瘤细胞内源性H_(2)O_(2)与芬顿催化剂反应生成高毒性的羟基自由基(•OH),从而杀死肿瘤细胞,但内源性H_(2)O_(2)不足和纳米粒子转运效率较低导致抗癌效果不理想。本研究制备了一种分散性良好、尺寸较小的铜掺杂介孔二氧化硅(Cu-MSN),负载化疗药物阿霉素(DOX)和抗坏血酸盐(AA)后,表面经叶酸(FA)和二甲基马来酸酐(DMMA)改性的壳聚糖(FA-CS-DMMA)以及羧甲基壳聚糖(CMC)包裹,得到pH响应型靶向纳米催化剂FA-CS-DMMA/CMC@Cu-MSN@DOX/AA(缩写为FCDC@Cu-MSN@DA)。扫描电镜显示纳米粒子FCDC@Cu-MSN@DA粒径约为100 nm。体外48 h内Cu^(2+)释放量可达80%,药物DOX释放达到57.3%。释放的AA经自氧化后产生H_(2)O_(2),诱导Cu^(2+)发生类芬顿反应,从而增强CDT。细胞实验证明,FCDC@Cu-MSN@DA联合化疗药物表现出优异的抗肿瘤活性,说明该多功能纳米催化剂在癌症治疗中具有潜在应用前景。

Fe-Co/ZIF-8@SLC-0111-HA复合纳米平台加强肿瘤化学动力学的可行性

背景:常用金属离子的低催化活性与缺乏靶向性等问题严重限制了化学动力学疗法在肿瘤治疗中的应用。另外,虽然通过对复合纳米平台进行表面功能化来赋予其靶向肿瘤的功能,但是肿瘤细胞内酸性不足也严重削弱了化学动力学疗法的疗效。目的:制备新型复合纳米平台,评估其在细胞水平上增强化学动力学疗法的可行性。方法:通过离子交换反应和自组装作用合成了掺杂二价铁离子和二价钴离子的载SLC-0111(一种碳酸酐酶9抑制剂)沸石咪唑骨架-8(Fe-Co/ZIF-8@SLC-0111),并在表面加载透明质酸,得到目标纳米颗粒Fe-Co/ZIF-8@SLC-0111-HA(记为FC-S),同时合成不载SLC-0111的纳米颗粒Fe-Co/ZIF-8-HA(记为FC)。测试FC-S的粒径、Zeta电位、表面形貌、体外活性氧产生、消耗谷胱甘肽的能力。分别以人骨肉瘤细胞MG-63和小鼠成纤维细胞L929为实验对象,采用CCK-8法检测FC-S的细胞毒性。以人骨肉瘤细胞MG-63为实验对象,检测FC-S的细胞内化;在加入H_(2)O_(2)的情况下,FC-S、FC对细胞内pH值、碳酸酐酶9蛋白表达、细胞活性与凋亡、细胞内活性氧与谷胱甘肽含量、细胞线粒体膜电位的影响。结果与结论:①FC-S具有菱形十二面体结构,尺寸均匀,分散良好,平均粒径为323 nm,Zeta电位约为-11.1 mV,体外可产生活性氧并消耗谷胱甘肽。②FC-S以时间依赖的方式在MG-63细胞内累积,并且能成功从溶酶体中逃逸。当FC-S质量浓度≤20μg/mL时对MG-63细胞与L929细胞无明显的细胞毒性,后续实验选择20μg/mL FC-S作用于MG-63细胞。③与FC组比较,FC-S组MG-63细胞内碳酸酐酶9蛋白表达降低(P<0.01)、细胞内酸性环境增强、细胞内活性氧含量增加(P<0.001)、细胞线粒体损伤加重、死细胞数量增加、细胞凋亡率升高(P<0.001)。④结果表明,FC-S复合纳米平台能够有效改善肿瘤细胞内弱酸性微环境、提升胞内活性氧产生水平,增强化学动力学疗法的疗效。

pH响应/H_(2)O_(2)自供型金属过氧化物在肿瘤化学动力学治疗中的应用

基于活性氧自由基的抗肿瘤疗法近些年来得到了人们的广泛关注,主要包含光动力疗法、声动力疗法以及化学动力学疗法。其中,化学动力学疗法无需借助外部能量(光能或超声)和氧气,主要依赖金属催化剂(Fe^(2+)、Cu^(+)等)与H_(2)O_(2)分子发生芬顿或类芬顿反应,即可产生高细胞毒性的羟基自由基(·OH)等强氧化性活性物种,该活性物种可破坏细胞脂质、蛋白质和DNA等生物大分子,引发细胞凋亡,从而达到肿瘤治疗的目的。相比应用于传统化学动力学疗法的纳米材料(Fe_(3)O_(4)、Cu_(2)O等),金属过氧化物材料具有在低pH下响应降解、自供H_(2)O_(2)等特点,在应用于肿瘤化学动力学疗法时展现出巨大的优势,逐渐得到了人们的重视。金属过氧化物材料可以在肿瘤病灶区弱酸微环境下生成H_(2)O_(2)与金属离子,依靠肿瘤病灶区H_(2)O_(2)水平的提高和金属离子过载,或者通过产生的金属离子与H_(2)O_(2)进一步发生芬顿或类芬顿反应生成·OH来杀伤肿瘤细胞,同时某些金属离子也会抑制细胞线粒体电子传递链协同杀死肿瘤细胞,从而提高肿瘤多模式治疗效果。从介绍肿瘤化学动力学疗法的概念和治疗机理入手,总结几种不同金属过氧化物纳米材料应用于肿瘤治疗的反应原理与机制,综述目前国内外所开发的pH响应/H_(2)O_(2)自供型金属过氧化物在肿瘤治疗方面的研究进展,并对其应用前景、发展趋势和挑战进行展望。

用于化学动力学疗法的高分子纳米载体研究进展

细胞内环境失衡将导致细胞功能异常与疾病,如氧化应激水平升高是肿瘤细胞的一个典型标志.近年来,构建针对肿瘤细胞内源性氧化应激响应的高分子纳米载体受到了广泛关注,然而这些纳米载体普遍存在对内源性氧化应激响应灵敏度不足等问题.鉴于高浓度的氧化应激可以直接诱导细胞死亡,利用高分子纳米载体递送活性氧产生剂或胞内抗氧化系统的抑制剂可以破环胞内的氧化还原平衡,放大肿瘤细胞内氧化应激和诱导肿瘤细胞死亡.本文简要介绍了利用不同策略构建智能纳米载体放大肿瘤细胞内氧化应激实现化学动力学疗法.这一新兴的治疗手段不仅能够直接杀灭肿瘤细胞,还可以与其他肿瘤治疗策略(如化疗)有机结合,提升抗肿瘤疗效.

化学动力学疗法:芬顿化学与生物医学的融合

化学动力学疗法(chemodynamic therapy,CDT)是以肿瘤病灶区微环境的弱酸性为反应条件,以过表达的H2O2等为反应原料,过渡金属纳米材料为催化剂,引发肿瘤细胞内芬顿或类芬顿反应,催化H2O2产生羟基自由基(·OH)等强氧化性的活性物种,诱导肿瘤细胞凋亡,是一类新型的肿瘤治疗技术.本文基于芬顿/类芬顿的反应原理与机制,系统分析了该类反应如何通过功能纳米材料的设计与制备、肿瘤微环境的调控以及外源能量场的辅助等优化方法和策略,最终获得快速、高效的CDT抗肿瘤疗效.最后,展望了CDT的潜在应用、发展趋势和挑战,为今后发展其他新型肿瘤治疗策略提供了借鉴性研究思路.

MOFs基的纳米药物用于化学动力学治疗

化学动力学疗法是基于肿瘤内发生芬顿或芬顿样反应的一种抗肿瘤治疗方法。目前,已经有许多的纳米药物被开发用于化学动力学疗法。其中,金属有机骨架MOFs由于其独特的结构特征被认为能够引发有效的芬顿反应从而用于化学动力学治疗。MOFs可以在酸性条件下分解,从而为芬顿反应提供有效的金属离子。此外,轮廓分明的孔使MOFs可以充当载体来输送辅助制剂或治疗剂,进一步增强化学动力学疗法或开展各种联合治疗策略。在这篇文章中,我们将重点介绍MOFs在化学动力学中的应用,并希望进一步促进其发展。

新型可降解纳米药物ZnO_(2)@Fe^(3+)-TA@PVP用于肿瘤的化学动力学治疗

为了提高化学动力学疗法的治疗效果,设计制备了一种新颖的可降解纳米药物ZnO_(2)@Fe^(3+)-TA@PVP.在弱酸性的肿瘤微环境中,该纳米药物可降解为Zn^(2+), Fe^(3+),单宁酸(TA)和H_(2)O_(2),实现了肿瘤微环境内H_(2)O_(2)的自供给.同时,释放出的Fe^(3+)被TA进一步还原成Fe^(2+),实现了肿瘤原位Fe^(2+)的自生成,并进一步与H_(2)O_(2)发生芬顿反应生成毒性的羟基自由基(·OH),从而实现对肿瘤细胞特异性的化学动力学治疗.此外, Zn^(2+)通过抑制线粒体电子传递链(ETC)来促进内源性超氧阴离子(·O_(2)^(-))的产生,从而协同提高了治疗效果.

负载铜纳米簇的氧化硅基杂化胶束制备及其化学动力学治疗

利用3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)的水解缩聚反应对两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA)胶束壳层进行固定,得到巯基改性的有机氧化硅胶束。进一步利用巯基与铜离子的配位作用,通过一种原位还原策略制备得到了铜纳米簇负载的有机氧化硅胶束。采用透射电子显微镜、动态光散射、X射线光电子能谱、拉曼光谱等表征方法对纳米粒子的形貌和结构进行分析,模拟生理条件检测其稳定性,并通过亚甲基蓝(MB)降解实验探究其生成羟基自由基(•OH)的能力,同时利用细胞毒性实验探究该胶束的生物安全性和对肿瘤细胞的杀伤作用。结果表明,该功能胶束体系具有pH响应和谷胱甘肽(GSH)消耗特性,可有效催化H_(2)O_(2)生成具有高细胞毒性的•OH,从而可作为一类新型纳米芬顿试剂用于肿瘤的安全、有效治疗。

新型酞菁类光敏剂的合成及其在光动力学抗菌化学疗法中的应用

目的发展具有良好溶解性的酞菁类光敏剂,为其应用于光动力抗菌化学疗法(photodynamic antimicrobial chemotherapy,PACT)灭活耐药细菌提供指导依据。方法通过有机合成的方法合成了4个酞菁化合物(6-9),并使用元素分析、紫外可见光谱和高分辨质谱等方法表征其结构,进而对其进行PACT和最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)实验。结果成功合成了目标化合物6-9;MIC实验结果表明,化合物6-9对测试的3种耐药菌均无灭活作用;PACT实验结果表明,化合物6-9分别对3种耐药菌有一定程度的灭活作用,其中化合物6灭菌活性最佳,且随着浓度的升高,光动力灭菌效果增强。结论酞菁化合物是一类优秀的光敏剂,通过增加酞菁化合物的溶解度可有效提高其光动力灭菌效果。

肿瘤治疗新方法的研究现状与未来(Ⅰ)──光动力化学疗法在肿瘤治疗中的应用

详细介绍了光动力化学疗法 (PDCT)的发展历史及肿瘤治疗的光动力化学原理 ,并介绍了肿瘤光动力化学疗法这一领域的最新动态 .

pH响应型过氧化铜修饰的介孔二氧化硅纳米催化剂用于肿瘤治疗

化疗是目前癌症治疗中最主要的治疗手段,然而化疗药物对肿瘤细胞无选择性,使得药物进入生物体后分布于各个组织器官,只有少量药物到达肿瘤组织,毒副作用大,治疗效果不尽人意。基于此,合成了一种负载过氧化铜(CuO2)的介孔二氧化硅(MSN)纳米催化剂,其内部装载化疗药物阿霉素(DOX),表面负载CuO2封堵孔道,避免药物提前释药,同时CuO2在胞内酸性条件下可通过类芬顿反应协同化疗杀死癌细胞,提高抗肿瘤疗效;实验数据显示,载药颗粒为146.2 nm的规则球形,比表面积458.07 m2/g,载药量为14.9%。本研究为肿瘤的联合治疗提供了一种新的策略。

磁性介孔二氧化硅的合成及其在肿瘤治疗中的应用

肿瘤发病率的逐年上升,严重威胁着人类的健康和生命,在人类与癌症斗争的过程中发展出了许多具有治疗前景的纳米治疗平台.其中,磁性介孔二氧化硅纳米球(MAG-MSNs)被认为是一种具有研究前景的纳米材料.MAG-MSNs具有易制备、低成本、易改性、生物安全性高等特点,提高了材料的性能,使得材料在光热治疗(PTT)肿瘤及化学动力学治疗(CDT)肿瘤等方面具备了一定的应用前景.综述了具有核壳结构MAG-MSNs的结构特点与制备方法,以及其在肿瘤治疗领域中的研究进展.

聚古罗糖醛酸硫酸酯-铜纳米胶束制备及抗肿瘤活性研究

目的 制备1种基于化学动力学疗法的聚古罗糖醛酸硫酸酯(PGS)-铜纳米胶束,进行抗肿瘤活性研究。方法 采用聚离子复合法,将PGS与铜离子及过氧化氢反应制备聚电解质纳米胶束PGS-Cu,分光光度法测定铜离子含量和羟基自由基,CCK-8法测定细胞存活率。结果 制备的PGS-Cu纳米粒径为(109.54±14.29) nm,分布系数为0.23±0.02,Zeta电位为(-47.58±1.71) mV。酸性环境下,PGS-Cu纳米胶束铜离子累积释放量显著高于中性环境,并产生·OH。100μg·mL^(-1)的PGS-Cu纳米胶束作用下,人源三阴性乳腺癌细胞(MDA-MB-231)、小鼠乳腺癌细胞(4T1)和小鼠正常成纤维细胞(NIH/3T3)的存活率分别为14.87%、62.24%和90.77%,表明PGS-Cu纳米胶束对乳腺癌细胞有显著的细胞毒性,且对MDA-MB-231细胞抑制效果最佳。此外,4T1细胞在pH 7.4和6.0时的存活率分别为62.24%和18.33%,说明该纳米胶束具有pH响应性。结论 成功构建了1种基于化学动力学疗法、以多糖为载体的聚电解纳米胶束,该纳米胶束具有p H响应性和肿瘤靶向性,能有效抑制乳腺癌细胞生长,发挥抗肿瘤活性。