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近日,化学与药学院裴志超教授团队在纳米核-壳金属有机框架(MOFs)靶向抗肿瘤研究领域取得新进展,研究成果以“Core-shell metal-organic frameworks with pH/GSH dual-responsiveness for combined chemo-chemodynamic therapy”为题发表于国际著名化学期刊《Chemical Communications》。博士研究生董军良为论文的第一作者,裴志超教授为通讯作者。
在肿瘤的治疗过程中,肿瘤细胞内高表达的还原型谷胱甘肽(GSH)和H2O2含量的不足严重影响了肿瘤治疗的效率。为解决这一科学问题,功能型核-壳MOFs作为新兴的多孔材料被广泛应用。该团队通过选用功能性小分子(氨基三唑, 3-AT)作为配体,首先与金属铜通过水热法合成Cu-MOF;以此为核,在表面生长多孔有机硅(bis[3-(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfide)层得到Cu-MOF@SMON;最后在有机硅层中负载DOX,用透明质酸进行表面修饰成功制备了一个功能型核壳纳米MOFs (Cu-MOF@SMON/DOX-HA)。此MOFs可以通过透明质酸与癌细胞膜表面过表达的CD44受体特异性结合而在癌细胞内大量富集,随后在GSH和pH响应下分解释放DOX、Cu2+和3-AT,Cu2+被GSH还原成Cu+催化分解癌细胞内过表达的H2O2产生剧毒的•OH实现CDT治疗,3-AT通过抑制过氧化氢酶的活性进而促进CDT疗效;在此过程中GSH被大量消耗,打破肿瘤细胞内的氧化还原平衡,•OH的有效积累使得细胞内生成大量的脂质过氧化物(LPO),诱导细胞铁死亡,最终实现化疗与化学动力学(CDT)联合疗法。这项工作提供了一种简单高效的多模式联合疗法,为构建功能型核壳MOFs作为抗肿瘤治疗体系提供了一种新策略。
该研究得到了国家自然科学基金面上项目(项目号:22171230和21877088)的资助。