日前，《自然通讯》(Nature communication s)杂志在线发表了纳米酶催化治疗肿瘤的最新研究成果，该成果由扬州大学医学院高立增研究组和中国科学院生物物理研究所颜研究组共同完成。该研究首次证明，通过调节纳米酶多酶系统的体内活性，可以将肿瘤代谢产物催化成毒性物质，从而实现对肿瘤的特异性杀伤。据介绍，这项研究是纳米酶首次直接用于体内肿瘤治疗。
研究团队设计发明了一种具有多种酶活性的新型碳氮纳米酶，并利用铁蛋白的导航，实现了纳米酶在体内的精准输送和酶活性调控。利用肿瘤的特征代谢产物，对肿瘤发挥特异高效的杀伤作用，建立了纳米酶靶向催化治疗肿瘤的新策略，为肿瘤治疗提供了新的思路和技术。
据介绍，肿瘤代谢具有不同于正常细胞的特点，如何利用肿瘤代谢产物制定“以其人之道还治其人之身”的治疗策略，是肿瘤生物治疗的新领域。由于过氧化氢可以被过氧化物酶催化产生具有细胞毒性的自由基，因此过氧化物酶有望开发新的肿瘤药物。然而，天然酶往往不稳定，在复杂的体内环境中容易失活，因此其应用受到限制。这项工作中的研究人员采用了一种不同的方法，并在这种策略中探索了具有酶活性和纳米材料稳定性的纳米酶的应用。
首先，研究人员设计并合成了一种具有四种酶活性的新型纳米酶：氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶。这种纳米酶的多酶活性是通过在介孔碳球中掺杂氮来实现的。如何将纳米酶准确地输送到肿瘤细胞中，并特异性地激活产生活性氧自由基的氧化酶和过氧化物酶的活性，是决定碳氮纳米球能否应用于肿瘤治疗的关键。
研究人员利用铁蛋白对这种新型碳氮纳米酶进行修饰，并通过实验验证了铁蛋白修饰的碳氮纳米酶能够特异性识别肿瘤细胞，定位于肿瘤细胞内部具有酸性环境的溶酶体中。其氧化酶和过氧化物酶被特异性激活，催化肿瘤内的氧气和过氧化氢产生剧毒的活性氧自由基，从而实现对肿瘤细胞的特异性杀伤。动物荷瘤实验表明，铁蛋白碳氮纳米酶能显著抑制肿瘤的生长。
