青岛大学付钦瑞ACS Nano：过渡金属基纳米酶：合成、治疗作用机制及其在癌症治疗中的应用

[背景介绍]

癌症是世界范围内的主要死亡原因，严重威胁人们的身心健康，同时也推动了相关治疗技术的进步。过渡金属具有空的d或f轨道，这些轨道很容易与底物分子形成配位键，从而在反应过程中形成过渡态时降低能垒。这一特性使基于过渡金属的纳米酶在整个化学反应中高效地降低活化能，同时显著加速反应进程，具有极高的催化治疗价值。近年来，大量的研究报道了各种基于过渡金属的纳米酶在癌症治疗中的应用，证明基于纳米酶的催化治疗已成为癌症治疗的一种新方法。

近日，青岛大学付钦瑞教授课题组总结了近些年过渡金属基纳米酶的合成方法、治疗作用机制以及在癌症治疗中的应用 (图 1)，在国际著名期刊《ACS Nano》上发表了题为“Transition Metal-Based Nanozymes: Synthesis, Mechanisms of Therapeutic Action, and Applications in Cancer Treatment”的文章。

图1：示意阐述过渡金属基纳米酶的性质及其应用

[研究的主要内容]

文章第一部分详细介绍了5种经典的过渡金属基纳米酶的制备方法：水热法、溶剂热法、化学还原法、仿生矿化法和溶胶-凝胶法。

图2. 过渡金属基纳米酶的制备策略.

文章第二部分介绍了现有研究中涉及的过渡金属基纳米酶的各种催化机制，包括氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶样活性。

图3. 过渡金属基纳米酶的催化机制.

文章第三部分介绍了调节过渡金属基纳米酶催化活性的影响因素，包括形状、尺寸、电子转移能力、成分和官能团修饰，以及环境刺激。

图4. 催化活性影响因素.

文章第四部分介绍了过渡金属基纳米酶在癌症治疗中的应用，包括放射治疗、化学动力学治疗、声动力治疗、光动力治疗、光热治疗、免疫治疗和协同治疗。

图5. 过渡金属基纳米酶癌症治疗中的应用。

文章第五部分对过渡金属基纳米酶在癌症治疗中的应用进行了总结与展望。作者认为尽管目前纳米酶在癌症治疗中取得了很大进步，但仍然有需要改进的空间。例如为了进一步提高纳米酶在病理微环境中的特异性和靶向性，有必要阐明纳米酶的催化机制。模拟天然酶结构以更好的提高纳米酶的催化性能也是一个有前景的研究方向。总之，过渡金属基纳米酶受到了研究者们的广泛关注，并且已经在基础研究中取到了良好的作用效果。我们相信这种积极态势将有利于纳米酶向临床转化，最终造福于癌症患者。

原文信息：

Fu, Q.; et al. Transition-Metal-Based Nanozymes: Synthesis, Mechanisms of Therapeutic Action, and Applications in Cancer Treatment

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c02265