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化疗新策略:双效「锇」配合物瓦解癌细胞氧化还原平衡

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健康细胞会在活性氧(ROS)与谷胱甘肽(GSH)等抗氧化剂之间,维持著严密的氧化还原平衡(Redox balance)。相反,癌细胞会长期产生高水平的 ROS 以促进其快速生长,并通过上调抗氧化防御系统来存活。传统的化学疗法试图通过单纯提高 ROS 或消耗抗氧化剂来打破这一平衡,但肿瘤往往能适应这种单一途径的攻击,从而导致耐药性和癌症复发。

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此项研究描述了一种具有双重作用且可自我维持的锇氧化还原,它能同时放大肿瘤细胞中的活性氧并消耗谷胱甘肽,从而破坏氧化还原稳态,在临床前模型中诱导免疫原性细胞死亡,

并激活全身性的抗肿瘤免疫力。

 

为解决这一难题,香港浸会大学化学系文伟伦教授与汕头大学倪文秀教授及魏晓龙教授合作,研发出一种双效、自我持续的锇(Osmium)催化剂系统。

 

他们发现,在肿瘤细胞内部,还原态的锇物种(OsIII)会催化并激增细胞内的 ROS,其自身则会转化为氧化态(OsIV)。随后,OsIV会迅速消耗肿瘤内的 GSH,在此过程中同时将自身重新还原为 OsIII。

 

这过程形成了一个持续的氧化还原循环;它既能无限放大细胞的氧化压力,亦能同时剥夺其抗氧化保护。这使得癌细胞深陷於致命的恶性循环之中,从而诱发多种模式细胞死亡。

 

在临床前(preclinical)老鼠模型中的研究结果显示,这种破坏肿瘤的方式具免疫原性(immunogenic),能够激发系统性抗肿瘤免疫力,进而主动攻击远端、未经治疗的肿瘤。该项研究在老鼠身上证实了极佳的疗效与耐受性,为将金属催化治疗与免疫治疗相结合开辟了一条极具前景的新途径,目前正朝著临床试验阶段推进。

 

 

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发表期刊:《先进科学》(Advanced Science

论文题目:《A Catalytic Osmium Redox Couple Collapses Cancer Redox Balance