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背景

在癌癥治療中，谷胱甘肽 (GSH) 是細(xì)胞中的主要抗氧化劑，可以應(yīng)對細(xì)胞的抗氧化。一般來說，**細(xì)胞表現(xiàn)出比正常細(xì)胞更高的谷胱甘肽水平來應(yīng)對過氧化狀態(tài)，滿足增強(qiáng)代謝和惡性增殖的要求，因此消耗GSH會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞氧化還原失衡，為解決這一難題，有科研團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種靶向索拉非尼 (SFB) 負(fù)載的錳摻雜二氧化硅納米顆粒 (FaPEG-MnMSN@SFB)，可以通過消耗GSH 破壞細(xì)胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)。

科研簡介

據(jù)報(bào)道谷胱甘肽是對抗**的關(guān)鍵制劑，含有γ-酰胺鍵和巰基的三肽，由甘氨酸、半胱氨酸和L-谷氨酸組成,主要以氧化 (GSSG) 和還原 (GSH) 形式存在，主要分布在細(xì)胞質(zhì)中，可調(diào)節(jié)氧化還原信號網(wǎng)絡(luò)和控制細(xì)胞生長、免疫和氧化，而線粒體是有氧呼吸和活性氧 (ROS) 產(chǎn)生的主要場所，需要GSH來維持氧化還原平衡。

而GSH 是最豐富的內(nèi)源性抗氧化劑，可以保護(hù)**細(xì)胞免受高水平ROS的影響。同時(shí)，在各種**細(xì)胞中檢測到增加的GSH含量對**病理學(xué)產(chǎn)生了很大影響。

隨著納米技術(shù)的不斷進(jìn)步使和發(fā)展使得癌癥治療有了新的機(jī)遇，納米技術(shù)賦予納米材料特定的功能，如提供活性氧、消耗谷胱甘肽和擾亂氧化還原平衡，從而在**抑制中發(fā)揮重要作用. 

近年來，**微環(huán)境響應(yīng)型因可生物降解二氧化硅納米粒子這一特性受到廣泛關(guān)注，它可以降低體內(nèi)累積毒性，同時(shí)保留二氧化硅材料在藥物遞送和控釋方面的優(yōu)勢。而在各種可降解硅納米粒子中，摻雜錳的二氧化硅納米粒子（MnMSN）發(fā)揮了其獨(dú)特的特性。

科研人員發(fā)現(xiàn)，MnMSN中的錳-氧鍵（-Mn-O-）很容易被低GSH水平還原，因此可作為檢測GSH的探針。且由MnMSN降解引起的GSH消耗效率足夠高可以耗盡細(xì)胞內(nèi)GSH并破壞**細(xì)胞的氧化還原平衡。有研究發(fā)現(xiàn)“谷胱甘肽饑餓法”在抑制**中具有關(guān)鍵作用，但僅消耗細(xì)胞中的GSH不足以實(shí)現(xiàn)該策略，因?yàn)?*細(xì)胞可以通過代謝補(bǔ)充加速GSH 合成。

GSH 的生物合成是由甘氨酸、半胱氨酸和 L-谷氨酸通過連續(xù)的兩步酶催化反應(yīng)進(jìn)行的，科研人員想到了索拉非尼（SFB），臨床上批準(zhǔn)的藥物，能阻斷癌細(xì)胞運(yùn)輸系統(tǒng)以抑制GSH的生物合成，因此，負(fù)載SFB的MnMSN（MnMSN@SFB）可以通過抑制細(xì)胞內(nèi)GSH的合成和GSH的消耗來發(fā)揮雙重GSH清潔作用。

由于GSH 消耗會(huì)導(dǎo)致更多的H2O2殘留在癌細(xì)胞中，為進(jìn)一步延長血液循環(huán)時(shí)間并提高納米顆粒的**靶向效率，科研團(tuán)隊(duì)通過硅水解反應(yīng)在MnMSN@SFB的外表面修飾了葉酸接枝聚乙二醇PEG（FaPEG），構(gòu)建了靶向索拉非尼 (SFB) 負(fù)載的錳摻雜二氧化硅納米顆粒 (FaPEG-MnMSN@SFB)，其可以通過消耗 GSH 破壞細(xì)胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)。

結(jié)論

綜上科研團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建了一種靶向SFB負(fù)載錳摻雜二氧化硅納米清潔劑MnMSN（FaPEG-MnMSN@SFB），GSH的消耗（由MnMSN的分解引起）和GSH生物合成的抑制（由SFB引起）在誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和鐵死亡中起協(xié)同作用，因此可以實(shí)現(xiàn)癌癥的協(xié)同治療，并研究了在體內(nèi)外的“GSH饑餓策略””的抗癌功效和機(jī)制，實(shí)驗(yàn)證實(shí)其會(huì)導(dǎo)致多路徑程序性細(xì)胞死亡，將是一種很有前景的癌癥治療策略。

本文涉及的科研材料

Cy5.5 NHS 酯

http://www.viscosc.com/pro/pro-917.html

FITC

http://www.viscosc.com/pro/pro-30633.html

Lyso-Tracker Red 溶酶體紅色熒光探針

http://www.viscosc.com/pro/pro-37393.html

DCFH-DA [2，7-二氯二氫熒光素二乙酸酯]

http://www.viscosc.com/pro/pro-33014.html

Sorafenib 索拉非尼

http://www.viscosc.com/pro/pro-24392.html

FA-mPEG

http://www.viscosc.com/pro/pro-37391.html

FA-PEG-silane

http://www.viscosc.com/pro/pro-37392.html

二氧化硅納米粒子

http://www.viscosc.com/pro/pro-37394.html

含錳的二氧化硅納米粒子（MnMSN）

http://www.viscosc.com/pro/pro-37395.html

MnMSN @ SFB

http://www.viscosc.com/pro/pro-37396.html

DAPI  

http://www.viscosc.com/pro/pro-4993.html

mPEG-Silane甲氧基聚乙二醇硅烷

http://www.viscosc.com/pro/pro-2624.html

本文涉及的合成技術(shù)

PEG衍生物偶聯(lián)標(biāo)記

http://www.viscosc.com/pro/progc-426-383.html

納米載藥定制技術(shù)

http://www.viscosc.com/pro/progc-558-513.html

納米PEG偶聯(lián)修飾定制技術(shù)

http://www.viscosc.com/pro/progc-431-385.html

熒光染料標(biāo)記定制技術(shù)

http://www.viscosc.com/pro/progc-453-445-7.html

近紅外熒光染料（熒光探針）

http://www.viscosc.com/pro/progc-511-445.html

原文獻(xiàn)鏈接：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7449918/

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