活性氧生成机制与癌症防治新突破

活性氧生成机制与癌症防治新突破

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1.

https://zhidao.baidu.com/question/2140021612555195068.html

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https://m.163.com/dy/article/JLSKKED10534TMVS.html

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https://news.xjtu.edu.cn/info/1033/211151.htm

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https://faculty.uestc.edu.cn/liuyiyao/en/lwcg/152987/list/index.htm

近年来，关于活性氧（ROS）的研究揭示了它在癌症发生和发展过程中的关键角色。ROS不仅参与细胞信号传导通路，还影响肿瘤抑制基因的表达。最新的研究表明，通过调控线粒体氧化磷酸化实现ATP与ROS生成的平衡可能是预防和治疗癌症的关键。这些发现为癌症的早期诊断和个性化治疗提供了新的思路和方法。

活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）是一类从分子氧衍生而来的高反应性分子，包括超氧阴离子（O₂⁻）、过氧化氢（H₂O₂）和羟基自由基（OH•）等。在生理条件下，ROS作为信号分子参与调控细胞增殖、分化、免疫反应和凋亡等过程。然而，当ROS水平过高时，会引发氧化应激，导致DNA损伤、蛋白质变性和脂质过氧化，从而促进癌症的发生和发展。

在癌症中，ROS通过多种机制发挥作用：

1. DNA损伤：过量的ROS可引起DNA链断裂、碱基氧化和交联，导致基因突变，激活原癌基因或失活抑癌基因。

2. 信号通路调控：ROS能激活多种促癌信号通路，如MAPK、PI3K/AKT和NF-κB等，促进细胞增殖和存活。

3. 肿瘤微环境重塑：ROS可促进血管生成、细胞外基质降解和炎症反应，为肿瘤生长和转移创造有利条件。

1. 智能纳米材料实现精准ROS调控

西安交通大学化学学院党东锋教授团队研发出一种新型纳米材料，能够实现按需调控活性氧的产生效率。这种材料具有以下特点：

• 靶向性：通过尾静脉注射后，能快速靶向肿瘤病变部位。
• 智能响应：在外部光源的触发下产生ROS。
• 安全性：具有良好的组装驱动力，能有效停留在肿瘤细胞内，避免对正常细胞的损伤。

实验结果显示，该材料在细胞和生物体层面均表现出优异的肿瘤抑制效果，抑制率高达80%以上。目前，该研究已进入与医院平台合作阶段，有望在不久的将来实现临床转化。

2. 工程化纳米颗粒治疗缺氧性肿瘤

中山大学药学院陈洪中教授与南开大学化学学院郭东升教授团队合作，开发了一种偶氮羰基炔修饰的超分子白蛋白纳米粒子（SHC4H），用于治疗缺氧性肿瘤。该研究发表在《Nature Communications》上，主要创新点包括：

• 缺氧响应性：纳米粒子在缺氧条件下释放药物，实现精准治疗。
• 协同作用机制：通过羟氯喹（HCQ）抑制自噬和线粒体靶向光敏剂（SMNB）产生ROS的协同作用，诱导级联氧化应激。
• 广谱抗癌效果：在多种肿瘤模型（B16、4T1、PANC1和MCF-7）中均显示出良好的治疗效果。

研究发现，SHC4H+hv疗法通过不同的细胞死亡途径对缺氧性肿瘤有很好的治疗效果。接受SHC4H+hv治疗的小鼠存活率明显更高，在第60天达到80%。此外，H&E染色显示，SHC4H+hv治疗后主要器官无明显病理损伤。经PBS处理的健康小鼠、经SHC4H处理的健康小鼠和经SHC4H+hv治愈的肿瘤小鼠的血常规和生化分析均未发现任何差异， 这突出表明团队的制剂具有极佳的生物安全性。

尽管ROS调控在癌症治疗中展现出巨大潜力，但仍面临一些挑战：

1. 安全性问题：如何确保ROS调控材料在体内的生物安全性，避免对正常组织的损伤。
2. 个体差异：不同患者对ROS调控的响应存在差异，需要开发更精准的个性化治疗方案。
3. 临床转化：从实验室研究到临床应用需要克服诸多技术壁垒和监管挑战。

未来，随着对ROS生物学机制的深入理解，以及纳米技术、基因编辑等前沿技术的发展，基于ROS调控的癌症治疗有望取得更多突破。通过精准调控细胞内的氧化还原平衡，结合传统化疗、放疗和免疫治疗，将为癌症患者带来更有效的治疗选择。

这些最新研究不仅深化了我们对ROS在癌症中作用的理解，更为开发新型癌症治疗方法提供了重要参考。随着研究的不断深入，基于ROS调控的癌症治疗策略有望在不久的将来实现临床转化，为癌症患者带来新的希望。