新型纳米材料：利用氧化应激精准击杀癌细胞

俄勒冈州立大学的科学家们开发了一种新型纳米材料，该材料在癌细胞内部触发一对化学反应，通过氧化应激杀死细胞，同时不损害健康组织。由俄勒冈州立大学药学院的Oleh、Olena Taratula和Chao Wang教授领导的研究发表在先进功能材料期刊上。

研究结果推动了化学动力疗法（CDT）领域的发展，这是一种基于癌细胞独特生化环境的新兴的治疗方法。科学家们解释说，与健康组织相比，恶性肿瘤酸性更强，同时过氧化氢浓度升高。

传统的化学动力学治疗通过利用肿瘤微环境来促使羟基自由基（hydroxyl radical）的产生——由氧和氢组成的分子，具有一个未配对的电子。这些活性氧种能够通过从脂质、蛋白质和DNA等分子中夺取电子来损伤细胞。

最近的化学动力学治疗设计能够利用肿瘤环境催化另一种活性氧种的产生，单态氧，之所以叫这个名字是因为它只有一个电子自旋状态，而空气中更稳定的氧分子有三种电子自旋状态。

“然而，现有的 CDT 试剂存在局限性，”奥列赫·塔拉图拉说。“它们能够有效地产生自由羟基或单态氧，但无法同时产生这两种物质，而且通常缺乏足够的催化活性来持续产生强大的活性氧物种。因此，临床前研究通常只显示肿瘤部分退缩，而没有持久的治疗效果。”

在这篇文章中，科学家们介绍了一种新型的 CDT 纳米试剂，一种铁基金属有机框架（MOF），能够同时生成这两种化合物，从而实现更有效的治疗，并具有更高的催化效率。该 MOF 在多种癌细胞系中表现出强大的毒性，而对非癌细胞的伤害几乎可以忽略不计。

“当我们在携带人类乳腺癌细胞的小鼠中系统性地施用我们的纳米剂时，它有效地在肿瘤中积累，强效产生活性氧，并完全消灭癌症且没有任何不良反应，”奥莱娜·塔拉图拉补充道。“我们观察到肿瘤完全消退，并且长期预防复发，所有这些都没有出现任何系统性毒性。”

在这项治疗可以在人体上进行测试之前，研究团队计划评估其对各种癌症类型的治疗效果，包括侵袭性胰腺癌，以证明它在不同恶性肿瘤中的广泛适用性。研究团队希望通过这些研究。