近日，国际权威学术期刊Nature Communications杂志以“Peroxisome inspired hybrid enzyme nanogels for chemodynamic and photodynamic therapy”为题，在线报道了超细材料制备与应用教育部重点实验室李永生教授、牛德超副教授研究团队和同济大学化学科学与工程学院王启刚教授研究团队在“模拟过氧化物酶体的纳米杂化凝胶用于肿瘤化学动力/光动力学治疗”上取得的研究进展。

近年来，肿瘤细胞内活性氧物种的控制在肿瘤治疗过程中起着至关重要的作用。过氧化物酶体（Perxisome）是一种含有多种氧化酶/抗氧化酶体系的特殊杂化细胞器结构，主要包括产生过氧化氢（H₂O₂）的氧化酶和代谢有毒物/H₂O₂的过氧化氢酶。受过氧化物酶体中H₂O₂的活化和氧气代谢途径启发，本研究工作通过将乳酸氧化酶(LOx)和过氧化氢酶(CAT)引入到包载有Fe₃O₄纳米颗粒和吲哚菁绿(ICG)的有机-无机杂化纳米凝胶中，以此来研究活性氧(ROS)诱导的肿瘤治疗。通过LOx和CAT的级联催化作用，微环境中O₂被高效利用，并级联活化H₂O₂显著提高细胞内ROS的水平。基于此，该有机-无机杂化纳米凝胶在谷胱甘肽激活的化学动力学治疗和近红外光触发的光动力治疗方面展示出高效且安全的治疗效果。更有意义的是，通过控制LOx和CAT的比例，可以精准调节羟自由基(·OH)和单线态氧(¹O₂₎的产生。这种具有活性氧调节能力的有机-无机杂化纳米凝胶，有望在治疗表现为不同氧化还原状态、大小和皮下深度的恶性肿瘤或其他重大疾病方面展示出巨大的应用潜力。

华东理工大学材料科学与工程学院博士研究生秦兴和同济大学化学科学与工程学院博士研究生吴楚为该论文的第一作者。重点实验室李永生教授、牛德超副教授和同济大学化学科学与工程学院王启刚教授、王霞副教授为该论文的通讯作者。该成果得到了国家自然科学基金委、国家重点研发计划、创新群体、上海市重大科技专项和上海市东方学者等基金的资助。

论文引用：Qin, X., Wu, C., Niu, D. et al. Peroxisome inspired hybrid enzyme nanogels for chemodynamic and photodynamic therapy. Nat Commun 12, 5243 (2021). 链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-25561-z