上海硅酸鹽所納米催化非鐵基類鐵死亡治療研究獲進展

鐵死亡是一種以鐵依賴的、活性氧（ROS）水平升高、谷胱甘肽過氧化物酶4（GPX4）失活和細胞脂質過氧化發生為特征的非凋亡性細胞死亡。當前報道的多數納米催化鐵死亡局限于鐵基材料。非鐵基納米材料誘導的以ROS增加和GPX4失活的類鐵死亡細胞死亡方式鮮有研究，對該方面的探索或為鐵死亡治療提供更有希望的發展前景。

　　近日，中國科學院院士、中科院上海硅酸鹽研究所研究員施劍林帶領的科研團隊，提出了一種非鐵基類鐵死亡策略，所構建的非鐵基二維納米生物材料通過增加ROS、消耗GSH（谷胱甘肽）和調控GPX4活性來觸發類鐵死亡的細胞死亡過程。該工作為鐵依賴鐵死亡策略提供了一種有效的替代，將鐵死亡概念的適用性推廣至非鐵基金屬誘導的類鐵死亡過程。相關研究成果以A nonferrous ferroptosis-like strategy for antioxidant inhibition–synergized nanocatalytic tumor therapeutics為題，發表在Science Advances上，并申請國家發明ZL一項。

　　科研團隊構建出鉬酸鈷-磷鉬酸納米片（CPMNSs），借助Co²⁺的類芬頓效應產生高毒性·OH，Mo⁶⁺被GSH還原為Mo⁵⁺，導致GSH的消耗，而Mo⁵⁺通過羅素機制將H₂O₂轉變為₁O²。同時，GSH和CPMNSs之間的化學反應加速了材料的降解，釋放大量的Co²⁺，加速類芬頓反應。體外細胞實驗也證實了CPMNSs引起的細胞ROS水平增加以及GSH消耗，加速了脂質過氧化的發生。作為維持GPX4活性的協同分子，GSH消耗使GPX4失活，從而不能將高毒性脂質過氧化物轉變為低毒性醇類物質。這種有效的脂質過氧化物累積促進癌細胞和腫瘤的類鐵死亡納米催化治療。

　　研究工作得到國家自然科學基金重點基金/青年科學基金、中科院戰略性先導科技專項、中科院特別研究助理資助項目、中國博士后科學基金面上項目等的支持。