化学动力疗法(CDT)作为一种癌症治疗方法，因其具有高选择性和内源性刺激激活的优势，可以实现肿瘤的原位治疗。CDT与光动力疗法和光热疗法相比，在治疗过程中不需要光等外部能量输入，可以有效克服光穿透组织的局限性，适合深部肿瘤的治疗。在治疗过程中，活性氧(ROS)的产生水平在评价治疗效果中起着重要作用。然而，肿瘤细胞中高水平的谷胱甘肽(GSH)消耗CDT中产生的ROS，直接降低了治疗效率。

近日，山东师范大学唐波教授、张卫教授合成了一种Cu²⁺掺杂的碳基纳米颗粒(Cu-cys CBNPs)，其通过氧化还原反应消耗GSH，同时在细胞内产生·OH，提高细胞内ROS的水平。

Cu-cys CBNPs作为CDT试剂可以协同提高细胞内ROS的水平。一方面，Cu-cys CBNPs进入细胞后，分散在CBNPs上的Cu²⁺可以通过消耗细胞内抗氧化剂GSH生成 Cu⁺，降低细胞中GSH的量。另一方面，还原产生的Cu⁺可以和H₂O₂反应发生Fenton-like反应，产生有毒性的·OH，两者协同提高细胞内ROS的水平。

此外，通过rdTOP-ABPP实验发现，Cu-cys CBNPs不仅能降低细胞内GSH水平，还可以影响细胞中某些蛋白巯基的活性，从而干扰细胞内氧化还原平衡，通过协同CDT诱导细胞凋亡。小鼠实验进一步说明Cu-cys CBNPs能有效抑制肿瘤生长，且对正常器官无明显副作用。

更有趣的是，作者通过在合成过程中掺杂靶向分子叶酸和吗啉，合成了FA-Cu-cys CBNPs和M-Cu -cys-CBNPs多功能纳米材料，分别实现了对癌细胞和溶酶体的靶向。

本研究不仅提供了一种潜在的CDT试剂，而且为一锅法合成多功能纳米材料提供了新的策略和思路。 

论文信息：

One-Pot Synthesis of Multifunctional Carbon-Based Nanoparticle-supported Dispersed Cu²⁺ Disrupts Redox Homeostasis to Enhance CDT

Jun Lu, Zhongyao Jiang, Jie Ren, Wei Zhang, Ping Li, Zhenzhen Chen, Wen Zhang, Hui Wang, Bo Tang

文章的第一作者是山东师范大学博士研究生路君，通讯作者为唐波教授和张卫教授。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202114373