谷戰軍課題組

Inorganic Chemistry:具有過氧化氫酶活性的BiO2-x納米片用于改善腫瘤乏氧,提高腫瘤放療敏感性

2020-04-11 10:19來源:X-MOL作者:X-MOL網址:https://www.x-mol.com/news/447488瀏覽數:346 


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腫瘤放射治療是利用高能放射線治療腫瘤的一種局部治療方式,是目前臨床上最普遍的腫瘤治療手段之一,據國內各大腫瘤防治中心統計,大約有65%的腫瘤病人需要接受放療。但是由于腫瘤組織存在10-50%的乏氧細胞,這部分腫瘤細胞因其對射線不敏感、易對放射線產生抗拒而不能被殺死,造成腫瘤的轉移和復發,最終導致放療失敗。目前改善腫瘤乏氧策略主要有兩種:外源性供氧以及內源性產氧。外源性供氧主要是利用一些氧氣載體,比如氟碳化合物來模擬血液向腫瘤輸送氧氣,內源性產氧主要是采用過氧化氫酶或者過氧化氫催化劑來催化腫瘤微環境中高表達的雙氧水產生氧氣來改善腫瘤乏氧。但是無論哪種策略都只能單獨改善乏氧,不能實現放療的物理增敏,仍然存在劑量依賴性。

中國科學院高能物理研究所谷戰軍研究員和國家納米科學中心趙宇亮研究員團隊設計合成了一種含有氧缺陷的超薄氧化鉍納米片(BiO2-x)。由于氧缺陷的存在,賦予BiO2-x納米片氧化氫酶活性,可以催化腫瘤微環境中雙氧水(H2O2)產生氧氣,改善腫瘤乏氧,下調乏氧誘導因子HIF-1α表達,提高腫瘤放療敏感性。同時Bi的原子序數較高可以有效的吸收高能射線,促進細胞內自由基的生成,實現放療物理增敏,可以在較低的放射劑量下有效抑制腫瘤,降低了放療對腫瘤周圍正常組織器官損傷,另外Bi元素具有較好的生物安全性,已被廣泛應用在多種治療胃腸道等疾病的臨床藥物當中,因此,含有氧缺陷的BiO2-x納米片在腫瘤放療中具有重要的應用前景。


這一成果近期發表在Inorganic Chemistry 雜志的“Bismuth—The Magic Element”???,文章的第一作者是中國科學院高能物理研究所客座碩士研究生劉慧敏,共同第一作者為程然。通訊作者為中國科學院高能物理研究所谷戰軍研究員,國家納米科學中心趙宇亮研究員和研究助理董興華博士。


參考文獻:

Huimin Liu#, Ran Cheng#, Xinghua Dong*, Shuang Zhu, Ruyi Zhou, Liang Yan, Chenyang Zhang, Qing Wang, Zhanjun Gu*, Yuliang Zhao*. BiO2–x Nanosheets as Radiosensitizers with Catalase-Like Activity for Hypoxia Alleviation and Enhancement of the Radiotherapy of Tumors. Inorg. Chem., 2020, 59, 3482-3493, DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03280

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