7月21日，來自同濟(jì)大學(xué)的研究團(tuán)隊在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上發(fā)表了名為“Destroying pathogen-tumor symbionts synergizing with catalytic therapy of colorectal cancer by biomimetic protein-supported single-atom nanozyme”的研究論文，研究為破壞病原體-腫瘤共生體以阻斷瘤內(nèi)病原體與 CRC 的相互作用從而進(jìn)行抗腫瘤治療提供了一個可行的范例，也為可清除蛋白支持的 SAN 催化治療提供了一條優(yōu)化途徑。
在生物領(lǐng)域，銅在蛋白質(zhì)組成和生物催化活化等自然生物過程中發(fā)揮著不可或缺的作用。20 銅基納米材料可以逃脫離子泵的作用，使豐富的銅被內(nèi)吞到細(xì)胞質(zhì)中。單原子納米酶（SANs）由于比表面積大、原子利用率高而具有很高的催化活性，在傳感、降解、腫瘤抑制和抗菌等方面發(fā)揮著多功能作用。針對特定腫瘤微環(huán)境（TME）進(jìn)行靶向催化治療的 SANs 在癌癥治療中展現(xiàn)出廣闊的前景，并為殺滅瘤內(nèi)病原體提供了先決條件。目前可用的 SANs 主要基于碳基支持物，如摻雜 N 的碳和氮化碳。其他一些金屬單原子摻雜在過渡金屬氧化物等非碳基支持物上。蛋白質(zhì)基材料通常具有生物相容性、生物可降解性和豐富的功能基團(tuán)等優(yōu)點，所有這些都有助于其在臨床上的成功應(yīng)用。因此，設(shè)計和開發(fā)以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)、以金屬元素為活性中心、高度模擬天然酶結(jié)構(gòu)的 SANs 有可能拓展人工酶的種類，并為合成高性能蛋白質(zhì)基 SANs 提供范例。
我們提出了一種破壞病原體-腫瘤共生體的策略，即直接消滅瘤內(nèi)病原體具核梭桿菌（F. nucleatum），從而打破共生體，協(xié)同殺死CRC細(xì)胞。這一策略是通過一種突破性的蛋白質(zhì)支撐銅單原子納米酶（BSA-Cu SAN）來實現(xiàn)的，BSA-Cu SAN通過催化H2O2產(chǎn)生活性氧（ROS），從而殺死瘤內(nèi)的F. nucleatum，繼而降低CRC細(xì)胞的自噬水平，增強(qiáng)ROS對細(xì)胞凋亡的氧化損傷，從而達(dá)到滿意的治療效果。所獲得的 BSA-Cu SAN 可被動地靶向腫瘤部位，有效地將 H2O2 催化成有毒的 -OH，并同時消耗 TME 中的還原型谷胱甘肽（GSH），導(dǎo)致氧化還原失衡。作為一種臭名昭著的瘤內(nèi)病原體，F(xiàn). nucleatum 可被有效抑制，而作為一種正反饋，F(xiàn). nucleatum 介導(dǎo)的ROS抗性可在 BSA-Cu SAN 的單一試劑下得到緩解，從而促進(jìn) CRC 細(xì)胞死亡。值得注意的是，蛋白基 BSA-Cu SAN 具有良好的生物相容性和腎臟清除能力，成功解決了摻雜 N 的碳基 SAN 的累積毒性問題。
