背景

在癌症治疗中，谷胱甘肽 (GSH) 是细胞中的主要抗氧化剂，可以应对细胞的抗氧化。一般来说，**细胞表现出比正常细胞更高的谷胱甘肽水平来应对过氧化状态，满足增强代谢和恶性增殖的要求，因此消耗GSH会导致细胞氧化还原失衡，为解决这一难题，有科研团队构建了一种靶向索拉非尼 (SFB) 负载的锰掺杂二氧化硅纳米颗粒 (FaPEG-MnMSN@SFB)，可以通过消耗GSH 破坏细胞内氧化还原稳态。

科研简介

据报道谷胱甘肽是对抗**的关键制剂，含有γ-酰胺键和巯基的三肽，由甘氨酸、半胱氨酸和L-谷氨酸组成,主要以氧化 (GSSG) 和还原 (GSH) 形式存在，主要分布在细胞质中，可调节氧化还原信号网络和控制细胞生长、免疫和氧化，而线粒体是有氧呼吸和活性氧 (ROS) 产生的主要场所，需要GSH来维持氧化还原平衡。

而GSH 是最丰富的内源性抗氧化剂，可以保护**细胞免受高水平ROS的影响。同时，在各种**细胞中检测到增加的GSH含量对**病理学产生了很大影响。

随着纳米技术的不断进步使和发展使得癌症治疗有了新的机遇，纳米技术赋予纳米材料特定的功能，如提供活性氧、消耗谷胱甘肽和扰乱氧化还原平衡，从而在**抑制中发挥重要作用. 

近年来，**微环境响应型因可生物降解二氧化硅纳米粒子这一特性受到广泛关注，它可以降低体内累积毒性，同时保留二氧化硅材料在药物递送和控释方面的优势。而在各种可降解硅纳米粒子中，掺杂锰的二氧化硅纳米粒子（MnMSN）发挥了其独特的特性。

科研人员发现，MnMSN中的锰-氧键（-Mn-O-）很容易被低GSH水平还原，因此可作为检测GSH的探针。且由MnMSN降解引起的GSH消耗效率足够高可以耗尽细胞内GSH并破坏**细胞的氧化还原平衡。有研究发现“谷胱甘肽饥饿法”在抑制**中具有关键作用，但仅消耗细胞中的GSH不足以实现该策略，因为**细胞可以通过代谢补充加速GSH 合成。

GSH 的生物合成是由甘氨酸、半胱氨酸和 L-谷氨酸通过连续的两步酶催化反应进行的，科研人员想到了索拉非尼（SFB），临床上批准的药物，能阻断癌细胞运输系统以抑制GSH的生物合成，因此，负载SFB的MnMSN（MnMSN@SFB）可以通过抑制细胞内GSH的合成和GSH的消耗来发挥双重GSH清洁作用。

由于GSH 消耗会导致更多的H2O2残留在癌细胞中，为进一步延长血液循环时间并提高纳米颗粒的**靶向效率，科研团队通过硅水解反应在MnMSN@SFB的外表面修饰了叶酸接枝聚乙二醇PEG（FaPEG），构建了靶向索拉非尼 (SFB) 负载的锰掺杂二氧化硅纳米颗粒 (FaPEG-MnMSN@SFB)，其可以通过消耗 GSH 破坏细胞内氧化还原稳态。

结论

综上科研团队成功构建了一种靶向SFB负载锰掺杂二氧化硅纳米清洁剂MnMSN（FaPEG-MnMSN@SFB），GSH的消耗（由MnMSN的分解引起）和GSH生物合成的抑制（由SFB引起）在诱导细胞凋亡和铁死亡中起协同作用，因此可以实现癌症的协同治疗，并研究了在体内外的“GSH饥饿策略””的抗癌功效和机制，实验证实其会导致多路径程序性细胞死亡，将是一种很有前景的癌症治疗策略。

本文涉及的科研材料

Cy5.5 NHS 酯

http://www.xarxbio.com/pro/pro-917.html

FITC

http://www.xarxbio.com/pro/pro-30633.html

Lyso-Tracker Red 溶酶体红色荧光探针

http://www.xarxbio.com/pro/pro-37393.html

DCFH-DA [2，7-二氯二氢荧光素二乙酸酯]

http://www.xarxbio.com/pro/pro-33014.html

Sorafenib 索拉非尼

http://www.xarxbio.com/pro/pro-24392.html

FA-mPEG

http://www.xarxbio.com/pro/pro-37391.html

FA-PEG-silane

http://www.xarxbio.com/pro/pro-37392.html

二氧化硅纳米粒子

http://www.xarxbio.com/pro/pro-37394.html

含锰的二氧化硅纳米粒子（MnMSN）

http://www.xarxbio.com/pro/pro-37395.html

MnMSN @ SFB

http://www.xarxbio.com/pro/pro-37396.html

DAPI  

http://www.xarxbio.com/pro/pro-4993.html

mPEG-Silane甲氧基聚乙二醇硅烷

http://www.xarxbio.com/pro/pro-2624.html

本文涉及的合成技术

PEG衍生物偶联标记

http://www.xarxbio.com/pro/progc-426-383.html

纳米载药定制技术

http://www.xarxbio.com/pro/progc-558-513.html

纳米PEG偶联修饰定制技术

http://www.xarxbio.com/pro/progc-431-385.html

荧光染料标记定制技术

http://www.xarxbio.com/pro/progc-453-445-7.html

近红外荧光染料（荧光探针）

http://www.xarxbio.com/pro/progc-511-445.html

原文献链接：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7449918/

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