放射治疗(RT)是一种能够治疗多种癌症的重要手段。然而，肿瘤乏氧造成的放疗抗性仍会严重影响RT的抗肿瘤疗效。有鉴于此，郑州大学江冰教授、中国科学院生物物理研究所范克龙研究员和阎锡蕴院士开发了一种靶向肿瘤的“prosthetic-精氨酸”共组装纳米酶系统，其能够在肿瘤微环境(TME)中催化生成一氧化氮(NO)和氧(O₂)，以克服乏氧和增强肿瘤的放射敏感性。

本文要点：

（1）实验将一氧化氮合酶(NOS)和过氧化氢酶(CAT)的辅基血红素与提供NO、Fmoc保护的精氨酸与Ru³⁺离子进行结合，构建了集NOS和CAT等功能于一体的HRRu纳米酶。研究发现，表面修饰的人重链铁蛋白(HFn)可提高纳米酶(HRRu-HFn)对肿瘤组织的靶向性。在TME中，掺入纳米酶的精氨酸可实现由内源性过氧化氢触发的O₂和NO的自主释放，以提高NO和O₂水平，使血管正常化，并改善血液灌注，从而缓解乏氧。

（2）此外，HRRu-HFn纳米酶也可以利用血红素固有的O₂转运能力直接将O₂转运到肿瘤部位。在食管鳞状细胞癌肿瘤模型中， HRRu-HFn纳米酶能够实现对NO和O₂的靶向递送，并通过二者的协同作用有效对抗肿瘤乏氧，增强放疗。综上所述，该研究设计的基于HRRu-HFn纳米酶的方法可以显著降低RT所需的辐射剂量以及与常规放疗相关的治疗副作用。

Shuyu Wang. et al. A Self-Catalytic NO/O₂ Gas-Releasing Nanozyme for Radiotherapy Sensitization through Vascular Normalization and Hypoxia Relief. Advanced Materials. 2024

DOI: 10.1002/adma.202403921

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202403921