ACS Nano：基于细菌-金属-有机框架生物杂化物的自驱动生物反应器通过循环乳酸分解促进化疗

Natt

2021-11-11

肿瘤微环境中过量的乳酸往往导致化疗效果不佳。鉴于此，武汉大学张先正、陈巍海等人通过将负载多柔比星（DOX）的金属有机骨架（MOF）MIL-101纳米颗粒与SO相结合，合理构建了自驱动生物反应器（定义为SO@MDH，其中 SO 是希瓦式菌（Shewanella oneidensis MR-1），MDH 是 MIL-101 金属有机骨架纳米粒子/阿霉素/透明质酸），以提高化疗敏感性。

本文要点：

1）由于SO固有的肿瘤倾向性和电子驱动呼吸作用，生物杂交SO@MDH能够主动靶向并定植于缺氧和富营养化的肿瘤区域，并在厌氧代谢乳酸的同时将电子转移到Fe³⁺，而Fe³⁺是MIL-101纳米颗粒的关键成分。因此，肿瘤内乳酸将经历持续分解代谢，伴随着Fe³⁺还原为Fe²⁺，以及随后的MIL-101框架降解，从而导致药物快速释放，用于有效的化疗。同时，生成的Fe²⁺会被肿瘤微环境中丰富的过氧化氢迅速氧化生成Fe³⁺，从而有利于循环分解乳酸，促进化疗。

2）更重要的是，消耗瘤内乳酸可以显著抑制多药耐药相关ABCB1蛋白（也称为P-糖蛋白（P-gp））的表达，从而战胜耐药肿瘤。该研究展示的 SO@MDH证实了它在抑制肿瘤生长和克服多药耐药性方面具有很高的肿瘤特异性和良好的化疗效果，证实了它在癌症治疗中的潜在前景。

参考文献：

A Self-Driven Bioreactor Based on Bacterium–Metal–Organic Framework Biohybrids for Boosting Chemotherapy via Cyclic Lactate Catabolism. ACS Nano 2021.

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.1c06123