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纳米酶，一种具有高催化效率的纳米材料，可以在最小的剂量下获得优异的抗肿瘤性能。然而，纳米酶一旦发生脱靶效应，其高催化效率将导致严重的副作用。因此，为了实现精准的催化治疗，纳米酶的酶活性应根据实际需要来开启/关闭。研究表明外部刺激（如光或超声）在精准肿瘤治疗中的潜力。温度作为一种外部刺激，由于其操作简便而被广泛应用于临床，如高热灌注治疗或射频热疗。对于纳米酶，温度与其酶的动力学直接相关，从而为控制纳米酶进行精准催化治疗提供了可行的手段。与热温度（37-42 oC）相比，冷温度（4-37 oC）的安全窗口要宽得多，使冷温度在实际应用中更容易。然而，冷激活的纳米酶，还没有得到足够的重视。因此，开发冷激活的纳米酶是很有希望的，但也充满了挑战。
近日，中南大学陈万松/刘又年教授团队开发了一种用于精准酶促抗肿瘤免疫的冷纳米酶。相关工作以“Cold Nanozyme for Precise Enzymatic Antitumor Immunity”为题发表在《ACS Nano》期刊。论文的第一作者为博士生邹钰颜，通讯作者为陈万松副教授，文梅博士后和刘又年教授。
图1. 冷纳米酶（Bi2Fe4O9纳米片）介导的抗肿瘤免疫催化治疗的示意图。
Bi2Fe4O9纳米片由于其优异的热释电性能，在低温刺激下具有类似谷胱甘肽氧化酶（GSHOx）的活性。Bi2Fe4O9纳米片通过启动GSHOx活性和POD活性的级联催化来放大肿瘤的氧化应激。同时，通过关闭GSHOx活性，再通过CAT催化作用消除对正常组织的脱靶损伤。Bi2Fe4O9纳米片通过细胞凋亡和铁死亡，成功引发肿瘤细胞冷酶死亡，并对正常组织的脱靶毒性降至最低。
图2. Bi2Fe4O9 NSs体外冷酶活性的研究
此外，还制备了一种智能手机远程控制Bi2Fe4O9 NSs冷酶活性的介入装置。以Bi2Fe4O9 NSs为原位疫苗，成功激活全身抗肿瘤免疫，抑制了肿瘤的转移和复发。这种冷纳米酶为癌症疫苗的研制提供了一种策略，有利于催化纳米药物的精准控制。
图3. 用于远程智能控制Bi2Fe4O9 NSs冷酶活性的介入装置
图4. Bi2Fe4O9 NSs体内冷酶免疫激活及免疫治疗
该工作得到了国家自然科学基金(No. 21807117)，湖南省自然科学基金(No. 2022JJ20052、2021JJ30788)，湖南省科技创新计划项目(No. 2022RC1109)，中南大学创新驱动研究计划项目(No. 2023CXQD021)和中南大学研究生自主探索创新项目(Grant. 2022ZZTS0450)的资助。
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.2c10057
来源：BioMed科技
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