在抗擊實體腫瘤以及理解聚集誘導(dǎo)發(fā)射（AIE）光催化劑的光催化機(jī)制的征途中，研究人員取得一項新的突破：巴黎高科化學(xué)學(xué)院（Chimie ParisTech – PSL university）和法國國家科學(xué)研究中心（CNRS）聯(lián)合實驗室IRCP的李敏慧教授團(tuán)隊成功研發(fā)出一種無金屬納米酶，即使在缺氧環(huán)境中也能通過其光催化特性有效破壞癌細(xì)胞的代謝系統(tǒng)。
圖一. 左圖：在無氧條件下，基于仿生無金屬納米酶介導(dǎo)的光催化NADH氧化反應(yīng)的可行機(jī)制。具有AIE特征的分子聚集是關(guān)鍵。右圖：在癌細(xì)胞乏氧的微環(huán)境下，仿生無金屬納米酶進(jìn)入癌細(xì)胞并切斷細(xì)胞代謝，使癌細(xì)胞陷入“能量崩潰” 。
“類酶”光催化，精準(zhǔn)打擊癌細(xì)胞“能量中樞”
癌細(xì)胞生長離不開持續(xù)的能量供應(yīng)。為了切斷其“燃料通路”，李敏慧教授及其團(tuán)隊，設(shè)計出一種光激活的仿生無金屬納米酶。這種納米酶模擬天然酶的功能，能夠精準(zhǔn)干擾 NAD?/NADH 的動態(tài)平衡。 NAD?和NADH是維系細(xì)胞能量代謝的關(guān)鍵分子，一旦平衡被打破，癌細(xì)胞將陷入 “能量崩潰” ，最終難逃死亡命運(yùn)。
無氧也高效，突破實體腫瘤治療瓶頸
傳統(tǒng)的光催化療法往往依賴氧氣作為電子受體，難以在實體腫瘤常見的“低氧”環(huán)境中發(fā)揮作用。而本次研發(fā)的納米酶技術(shù)則突破了這一限制：其核心由兩親性聚合物自組裝而成，并整合了具備AIE特性的光催化分子。在無氧以及無其它電子受體的條件下，這些催化劑分子能夠在AIE的特殊環(huán)境下，通過自身之間的電子轉(zhuǎn)移實現(xiàn)循環(huán)再生，驅(qū)動持續(xù)催化反應(yīng)，從而在實體腫瘤的復(fù)雜微環(huán)境中依然具備優(yōu)異療效。
靶向精準(zhǔn)、毒性可控，展現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化潛力
為了提高治療選擇性并降低副作用，研究團(tuán)隊將葉酸靶向肽修飾的紅細(xì)胞膜包被在納米酶表面，實現(xiàn)對癌細(xì)胞的主動靶向。這種“偽裝”策略不僅增強(qiáng)了生物相容性，還顯著提升了腫瘤定位效率。經(jīng)體外細(xì)胞實驗及小鼠腫瘤模型驗證，該策略可有效誘導(dǎo)腫瘤組織發(fā)生能量危機(jī)，明顯延緩癌癥進(jìn)展。
本研究由法國巴黎文理大學(xué)巴黎高科化學(xué)學(xué)院（Chimie ParisTech）與中國暨南大學(xué)（廣州）聯(lián)合開展并發(fā)表在Journal of the American Chemical Society期刊上，彰顯了前沿化學(xué)技術(shù)在癌癥精準(zhǔn)治療領(lǐng)域的巨大潛力。通過設(shè)計智能、可控的類酶納米系統(tǒng)，科研人員正在為實體腫瘤治療打開新思路。文章第一作者為巴黎文理大學(xué)的博士生馬燕東，通訊作者為李敏慧教授和暨南大學(xué)的紀(jì)鑫副教授，巴黎文理大學(xué)的鄧亞奎博士和暨南大學(xué)的薛巍教授也參加了工作。
了解更多，請參看： Yandong Ma, Yakui Deng, Wei Xue, Xin Ji, Min-Hui Li, An Anaerobic Biomimetic Metal-free AIE Polymersome Nanozyme as NADH Oxidase Mimic for Photocatalytic Tumor Suppression by Impairing Cancer Cell Energy Metabolism under Hypoxia, Journal of the American Chemical Society (JACS), accepted on July 7, 2025. https://doi.org/10.1021/jacs.5c06533
了解該組相關(guān)工作，請參看： Nian Zhang, Sylvain Trépout, Hui Chen, Min-Hui Li, AIE Polymer Micelle/Vesicle Photocatalysts Combined with Native Enzymes for Aerobic Photobiocatalysis. Journal of the American Chemical Society (JACS), 2022, 145(1), 288-299. https://doi.org/10.1021/jacs.2c09933
