化学动力学治疗（
CDT
）是一种新兴的癌症治疗方法，它通过将细胞内的过氧化氢（
H
2
O
2
）转化为高毒性的羟基自由基（•
OH
）来杀死癌细胞。
然而，肿瘤细胞内源性
H
2
O
2
不足以及高浓度的谷胱甘肽
(GSH)
限制了
CDT
的疗效。
近年来，
葡萄糖氧化酶（
GOx
）作为一种天然氧化还原酶，因其对β
- d -
葡萄糖具有较高的催化效率，且体内葡萄糖供应充足，被认为是一种优秀的
H
2
O
2
生成酶。
Cu
2+
具有优异的类芬顿催化活性，可与
GOx
共递送治疗癌症。
Cu
2+
在弱酸性和中性条件下均有催化作用，且
Cu
2+
的反应速率远高于
Fe
2+
，产生较高的活性氧
(ROS)
。更重要的是，
Cu
2+
转化为
Cu
+
可以有效地消耗
GSH
的细胞内抗氧化剂，放大•
OH
的氧化应激，从而增强抗肿瘤作用。
图
1. PGC-DOX
的合成及作用机制示意图
深圳大学
黄鹏
教授
提出了一种具有
H
2
O
2
自我供应和
GSH
消除特性的智能纳米催化治疗剂（
PGC-DOX
），用于高效的癌症治疗。该纳米平台采用简单的一步生物矿化方法，以聚乙二醇修饰的葡萄糖氧化酶（
GOx
）为模板，形成可生物降解的铜掺杂磷酸钙纳米颗粒，然后加载阿霉素（
DOX
）。
GOx
作为一种酶催化剂，能有效催化细胞内葡萄糖生成
H
2
O
2
，不仅使肿瘤细胞饥饿，而且为后续的类芬顿反应提供
H
2
O
2
。同时，释放出的
Cu
2+
离子与细胞内
GSH
发生氧化还原反应，诱导
GSH
耗竭，将
Cu
2+
还原为
Fenton
剂
Cu
+
离子，再通过
Cu
+
介导的类芬顿反应触发
H
2
O
2
生成•
OH
，从而增强
CDT
功效。
Gox
介导的饥饿治疗、
H
2
O
2
自我供应和
GSH
消除增强
CDT
以及
DOX
诱导的化疗相结合，使
PGC-DOX
在体内具有有效的肿瘤生长抑制作用和最小的副作用。
相关研究内容以题为
”
Nanocatalytic
Theranostics with Glutathione Depletion and Enhanced Reactive Oxygen Species
Generation for Efficient Cancer Therapy
”
的论文发表在
21
年的《
ADVANCED MATERIALS
》上。
（1）
增强的
CDT
效果：
GOx
作为一种酶催化剂，能有效催化葡萄糖生成
H
2
O
2
，
不仅使肿瘤细胞饥饿，而且为
Cu
+
介导的类芬顿反应提供
H
2
O
2
。
同时，
Cu
2+
与
GSH
之间的氧化还原反应可以有效地降低肿瘤的抗氧化能力，从而达到
GSH
消耗增强
CDT
的目的。
（2）
生物相容性和生物可降解性：
由于其本质上的生物相容性、生物活性和
pH
响应性，
CaP
被认为是一种优秀的药物输送系统。
在酸性
TME
下，
CaP
会分解释放出货物，降解产物
Ca
2+
和
PO
4
3
−
可以参与生物体的正常代谢。
（3）
生物矿化的保护作用：
生物矿化对酶的生物活性的副作用可以忽略不计，
矿化后的
GOx
可以克服游离
GOx
稳定性差、体内半衰期短和全身毒性等缺点。
（4）
荧光成像监测：
PGC
具有良好的肿瘤蓄积和滞留能力，是理想的肿瘤给药系统。
由于
DOX
固有的红色荧光特性，
PGC-DOX
的体内药物释放可以通过荧光成像进行监测。
（5）
智能响应性：
PGC-DOX
一旦内吞进入癌细胞，
酸性的
TME
将触发
PGC
的降解，释放
Cu
2+
、
GOx
、
DOX
等负载物，
展示了显著的肿瘤抑制效果。
图
2. PGC
纳米颗粒的表征
图
3. PGC
在存在不同浓度的葡萄糖和
GSH
时的
TMB
氧化和
ESR
光谱
图
4. PGC
和
PGC-DOX
对
4T1
细胞的体外细胞毒性，以及
PGC
在存在葡萄糖时的
ROS
产生和细胞内
GSH
水平的变化
图
5. PGC-IR800
在体内的分布和肿瘤积累能力
图
6.
