日前，《自然·通訊》（NatureCommunications）雜誌在線發表了揚州大學醫學院高利增課題組、中國科學院生物物理研究所閻錫蘊課題組合作完成的納米酶催化治療腫瘤的最新研究成果。這項研究首次證明，通過對納米酶多酶體系的體內活性調控，可以將腫瘤代謝產物催化爲毒性物質，實現對腫瘤的特異性殺傷。據介紹，該研究是首次將納米酶直接用於腫瘤體內治療。
該研究團隊設計發明了具有多重酶活性的新型碳氮納米酶，並利用鐵蛋白的導航，在體內實現納米酶的精準遞送和酶活調控，利用腫瘤特徵性的代謝產物，發揮對腫瘤特異而高效的殺傷作用，建立了納米酶靶向催化治療腫瘤的新策略，爲腫瘤治療提供了新的思路和技術。
據介紹，腫瘤代謝具有與正常細胞不同的特徵，如何利用腫瘤代謝產物發展“以彼之道，還制彼身”的治療策略是腫瘤生物治療的新領域。由於過氧化氫可被過氧化物酶催化產生具有細胞毒性的自由基，因此過氧化物酶被寄予開發腫瘤新藥物的希望。但是天然酶往往穩定性較差，在複雜的體內環境中容易失活，因而其應用受到限制。本項工作的研究人員另闢蹊徑，探索了兼具酶催化活性和納米材料穩定性的納米酶在該策略中的應用。
研究人員首先設計合成了具有氧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶及超氧化物歧化酶4種酶活性的新型納米酶。這種納米酶多酶活性是通過在介孔碳球中摻雜了氮元素實現的。如何將該納米酶準確遞送到腫瘤細胞並特異激活其產生活性氧自由基的氧化酶和過氧化物酶活性，是決定碳氮納米球能否應用於腫瘤治療的關鍵。
研究人員利用鐵蛋白對這種新型碳氮納米酶進行修飾，並通過實驗驗證了鐵蛋白修飾後的碳氮納米酶可以特異識別腫瘤細胞，並定位於腫瘤細胞內部具有酸性環境的溶酶體中，其氧化酶和過氧化物酶被特異性激活，催化腫瘤內的氧氣和過氧化氫產生高毒性的活性氧自由基，實現對腫瘤細胞的特異性殺傷。動物荷瘤實驗表明，鐵蛋白-碳氮納米酶可顯著抑制腫瘤的生長。
