文獻(xiàn)：紅細(xì)胞膜覆蓋鐵礦化酶的自激活體內(nèi)*級(jí)聯(lián)

鏈接：https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7019169/

作者：劉文，阮苗良，劉臘梅，吉辛，馬彥東，彭飛飛，唐國(guó)恒，林宏盛，戴健，偉雪

介紹

無(wú)機(jī)-生物混合系統(tǒng)近年來(lái)引起了廣泛的研究興趣，不僅探索了生物體的功能和存在機(jī)制，而且展示了驚人的重塑和利用自然的能力。盡管生物體可以在自然或非自然環(huán)境狀態(tài)下進(jìn)行生物礦化形成無(wú)機(jī)-生物混合系統(tǒng)，但很少有研究者研究酶的生物礦化以延長(zhǎng)其催化性能，在生物體中發(fā)揮大量重要的生物學(xué)功能。研究表明，蛋白質(zhì)在其框架上具有不同的結(jié)合位點(diǎn)，可以容納額外的金屬離子。超小鉑納米粒子被錨定在葡萄糖氧化酶中，通過(guò)光熱效應(yīng)增強(qiáng)酶活性。然而，由于其苛刻的催化條件和*的三維結(jié)構(gòu)，酶的生物礦化用于體內(nèi)*疾病仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

眾所周知，*的生長(zhǎng)和代謝需要大量的葡萄糖作為重要的能量來(lái)源。此外，過(guò)氧化氫（H 2 O 2）作為一種內(nèi)源性活性氧（ROS），在大多數(shù)*中的含量高于正常組織11 ，表現(xiàn)出作為**的重要靶點(diǎn)12的潛力。因此，我們可以調(diào)節(jié)*葡萄糖和H 2 O 2 的代謝改變，利用葡萄糖氧化酶（GOx）催化葡萄糖為葡萄糖酸和H 2 O。然而，研究表明，在大多數(shù)癌細(xì)胞中，H 2 O 2 水平的升高可以促進(jìn)*存活和增殖途徑，加速癌細(xì)胞誘變和轉(zhuǎn)移，并抵*細(xì)胞死亡。因此，通過(guò)Fenton反應(yīng)22-25，H 2 O 2 可被有效催化，在亞鐵離子（Fe 2+ ）作用下生成高活性的?OH ，? OH是一種劇毒的氧化劑，會(huì)導(dǎo)致核酸過(guò)氧化、蛋白質(zhì)降解和脂質(zhì)損傷。

由于Fe 3+ /Fe 2+氧化還原對(duì)的電位相對(duì)較低（0.77 V），通常的載Fe 2+載體在血液循環(huán)過(guò)程中可能引起生物氧化，對(duì)正常組織造成嚴(yán)重的副作用31。因此，將超小Fe 0納米粒子（Fe 0 NP）錨定在葡萄糖氧化酶（GOx）內(nèi)腔中，形成鐵礦化葡萄糖氧化酶（GOx-Fe 0 ）作為潛在的**納米催化劑。首先，葡萄糖氧化酶在*酸性條件下可以催化葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸和H 2 O 2 。同時(shí)，利用葡萄糖酸實(shí)時(shí)降低GOx-Fe 0周?chē)�的pH值，F(xiàn)e 0 NPs可以快速電離為Fe 2+ ，催化H 2 O 2生成劇毒的羥基自由基（?OH），對(duì)近位細(xì)胞大分子造成不可逆的氧化損傷，產(chǎn)生副作用。因此，通過(guò)GOx-Fe 0的體內(nèi)自激活級(jí)聯(lián)反應(yīng)，可以在*內(nèi)原位生成?OH，具有很高的特異性。

然而，由于腎臟對(duì)超小納米顆粒的清除率33 ，如何有效地在*部位積累鐵礦化葡萄糖氧化酶（GOx-Fe 0 ）仍然是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。將合成納米顆粒與活性細(xì)胞膜相結(jié)合的仿生納米顆粒越來(lái)越受到關(guān)注。細(xì)胞膜賦予納米顆粒特殊的功能，例如減少其清除和延長(zhǎng)血液循環(huán) 。在我們之前的研究中，我們制造了紅細(xì)胞膜包裹的納米顆粒用于化學(xué)光療和基因*，實(shí)現(xiàn)了顯著的*消融和抑制體內(nèi)肺轉(zhuǎn)移。因此，紅細(xì)胞膜（EM）可用于在體內(nèi)隱蔽遞送GOx-Fe 0 。更重要的是，紅細(xì)胞膜作為天然囊泡保證了GOx-Fe 0 40的體內(nèi)循環(huán)穩(wěn)定性。先前的研究表明，紅細(xì)胞作為高效的微反應(yīng)器可以負(fù)載解毒酶，在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的血液解毒。然而，紅細(xì)胞膜缺乏*特異性靶向能力，不足以達(dá)到高的*癌功效。因此，賦予紅細(xì)胞膜良好的癌癥靶向能力將在體內(nèi)酶?jìng)鬟f方面顯示出重要的臨床價(jià)值。在本研究中， DSPE-PEG-Angiopep-2靶向肽被插入到紅細(xì)胞膜上。Angiopep-2肽是一種*靶向部分，可特異性地結(jié)合在神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞表面過(guò)度表達(dá)的低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白（LRP）受體。

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