科研進(jìn)展
蘭州化物所腫瘤微環(huán)境標(biāo)志物檢測(cè)新方法獲新進(jìn)展
腫瘤微環(huán)境（TME）標(biāo)志物的高靈敏度檢測(cè)，對(duì)揭示腫瘤進(jìn)展?fàn)顟B(tài)、實(shí)現(xiàn)腫瘤區(qū)域定位及指導(dǎo)后續(xù)干預(yù)具有重要意義。然而，TME具有高度復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)異質(zhì)性，現(xiàn)有技術(shù)在腫瘤區(qū)域定位、微環(huán)境特征識(shí)別和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等方面仍面臨挑戰(zhàn)。
近日，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所天然藥物與化學(xué)測(cè)量研究中心海軍研究員團(tuán)隊(duì)，發(fā)展了一種以氧化石墨烯為二維支撐載體的Fe單原子納米酶（FeNC SAzymes）。與傳統(tǒng)平面Fe-N4構(gòu)型相比，軸向O配位的引入有效打破了對(duì)稱配位限制，增強(qiáng)了活性中心的電子調(diào)控能力（圖1）。此外，密度泛函理論計(jì)算解析該關(guān)鍵活性能有效降低多酶反應(yīng)途徑的能量勢(shì)壘，從而提升NOX、POD和GSHOx等多酶樣級(jí)聯(lián)相關(guān)過程的反應(yīng)效率，為后續(xù)觸發(fā)后放大效應(yīng)提供基礎(chǔ)（圖2）。FeNC SAzymes結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使Fe中心的電荷分布和d軌道電子態(tài)密度得到優(yōu)化，從而提升其對(duì)反應(yīng)中間體的吸附與活化能力以及電子轉(zhuǎn)移效率，為實(shí)現(xiàn)TME識(shí)別、可視化檢測(cè)和響應(yīng)研究提供了新方法。
圖1.軸向極化FeNC SAzyme的制備與表征
在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)通過功能分子引入和表面修飾構(gòu)建了面向TME研究的智能響應(yīng)納米平臺(tái)（SNAPiFe@RGD），利用該平臺(tái)進(jìn)一步開展了機(jī)制研究。研究發(fā)現(xiàn)在細(xì)菌定植的4T1荷瘤小鼠模型中，SNAPiFe@RGD在實(shí)現(xiàn)腫瘤定位的基礎(chǔ)上，還可有效抑制腫瘤內(nèi)細(xì)菌定植，并緩解由其誘導(dǎo)的免疫抑制狀態(tài)，說明通過對(duì)TME變化進(jìn)行檢測(cè)和表征，有助于加深對(duì)腫瘤進(jìn)展?fàn)顟B(tài)及其微環(huán)境演變特征的認(rèn)識(shí)（圖3）。同時(shí)，SNAPiFe@RGD在完成腫瘤區(qū)域及其微環(huán)境特征識(shí)別的同時(shí)，還具備由檢測(cè)向功能響應(yīng)延伸的能力。該研究從單原子活性位點(diǎn)調(diào)控出發(fā)，將TME識(shí)別、腫瘤區(qū)域可視化定位和后續(xù)功能響應(yīng)有機(jī)結(jié)合，為其標(biāo)志物檢測(cè)和機(jī)制研究提供了新思路。
圖2.多酶催化原理解析
圖3.SNAPiFe@RGD SAzymes腫瘤精準(zhǔn)定位、同步清除TRIM與腫瘤細(xì)胞示意圖
相關(guān)研究成果以“Axially Polarized O-Fe-N4 Single-Atom Enzyme Drives Clearance of Tumor-Resident Intracellular Microbiota and Potentiates Immunotherapy”為題發(fā)表在ACS Nano（2026, 20, 8704-8725）上，蘭州化物所景泉博士為論文第一作者，蘭州化物所海軍研究員、邸多隆研究員和蘭州大學(xué)汪寶堆教授、新疆大學(xué)范仲雄教授為論文共同通訊作者，蘭州化物所為第一完成單位。
以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院人才計(jì)劃項(xiàng)目、甘肅省自然科學(xué)基金、甘肅省科技計(jì)劃和蘭州化物所人才項(xiàng)目等支持。
