西工大戴亮亮/南洋理工赵彦利Small：MOF 纳米反应器体系用于肿瘤双重饥饿治疗

由于代谢是所有细胞生命活动的基础，代谢重编程已被证明是肿瘤不同于正常组织 的独特特征。因此，抑制肿瘤依赖性代谢，如有氧糖酵解，可以有效地阻断肿瘤能量产 生，进而饿死和抑制肿瘤，是一个极具有前景的治疗方向和策略。然而，研究发现，单 一抑制有氧糖酵解并不能达到肿瘤的长效抑制，这是由于肿瘤会利用谷氨酰胺代谢进行 能量回补。因此，如何实现依赖性糖酵解和能量回补的双重阻断是肿瘤饥饿治疗领域亟 需解决的问题之一。

对此，西北工业大学袁璋、戴亮亮团队联合南洋理工大学赵彦利教授团队开发了一种具 有电荷反转/尺寸减小特性的 pH/ROS 响应性可降解的“核壳型”金属有机框架（MOF）纳 米反应器，装载葡萄糖氧化酶（GOD）和谷氨酰胺代谢抑制剂 BPTES，使克服组织屏障， 渗透到肿瘤组织深处，并被其高效摄取，自供应 ROS 加速载体降解和药物释放，双重抑制有氧糖酵解和谷氨酰胺代谢，从而有效抑制肿瘤生长。该工作以“Detachable MOF-Based Core/Shell Nanoreactor for Cancer Dual-Starvation Therapy With Reversing Glucose and Glutamine Metabolisms”为题，发表在 Small 杂志。文章第一作者为硕士研究生杜会平。

文章要点如下：

1. 制备 ROS 自增强降解和药物释放的 MOF 纳米反应器体系：实验利用水热合成反应及生 物修饰方法，合成表面接枝有 pH 响应性的 PCP 聚合物外壳，内部负载有 GOD 和 BPTES 的 ROS 敏感性 MOF 内核的纳米体系。GOD 能竞争性消耗葡萄糖并产生 H2O2，响应性自 放大纳米体系的解离和药物释放。

2. 肿瘤双重代谢抑制：MOF 体系胞内累积释放 GOD 和 BPTES，诱导肿瘤有氧糖酵解和 氧化磷酸化代谢抑制，并阻断谷氨酰胺代谢，阻断其能量供给，诱导肿瘤细胞线粒体损伤、 周期停滞和凋亡，提高癌细胞杀伤效果。

3. 体内双重饥饿治疗效果：实验中构建了荷乳腺癌肿瘤小鼠模型，证明该体系介导的双重 饥饿治疗能够有效抑制肿瘤生长，并能良好累积于肿瘤病灶，兼顾有效性和安全性。

综上，研究人员成功构建了一种肿瘤微环境响应性尺寸/电荷可调的可降解 MOF 纳米反应器给药体系。该药控体系能有效渗透并累积到肿瘤病灶，原位自放大载体降解和药物释放， 双重抑制肿瘤依赖性物质和能量代谢，提高药物生物利用度和肿瘤饥饿治疗效果。该工作从 细胞代谢角度为发展新型药控体系调控肿瘤精准治疗提供了新策略。

转自：“高分子科学前沿”微信公众号

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