Dual active nanozyme-loaded MXene enables hyperthermia-enhanced tumor nanocatalytic therapy
Dual active nanozyme-loaded MXene enables hyperthermia-enhanced tumor nanocatalytic therapy
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双活性纳米酶负载 MXene 实现热疗增强肿瘤纳米催化治疗
DOI：
10.1016/j.cej.2022.137847
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发表时间：
2022
影响因子：
15.1
通讯作者：
Zhiguang Wu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Minglu Tang;Yangtian Shi;Liang Lu;Jingqi Li;Zhaocong Zhang;Jiatong Ni;Wenxin Wang;Yanhua Zhang;Tiedong Sun;Zhiguang Wu
• 制备了负载双活性纳米酶的MXene Ti₃C₂/CeO₂ - PVP纳米复合材料。
• 二维超薄MXene使CeO₂纳米酶能够分散和传输。
• 实现了对肿瘤内部微环境和外部光热刺激的双重响应。
• 热疗增强的酶活性可实现高效的肿瘤纳米催化治疗。
纳米酶具有酶活性和纳米材料的物理化学性质，在肿瘤治疗领域引起了广泛关注。然而，纳米酶在肿瘤微环境中的低活性导致治疗效果有限。在此，我们报道了一种集成MXene的纳米酶，它具有双重催化活性，发挥协同作用以增强肿瘤治疗效果。这种集成MXene的纳米酶由负载在MXene上具有双重类酶活性（模拟过氧化氢酶和过氧化物酶）的CeO₂纳米酶组成。在这种结构中，CeO₂纳米酶的过氧化氢酶和过氧化物酶样活性缓解了肿瘤微环境中的缺氧并提高了氧化应激，并且过表达的谷胱甘肽（GSH）被CeO₂纳米酶的氧化还原反应所消耗。负载CeO₂纳米酶的MXene能够将光热效应和双重类酶活性相结合，从而实现增强的肿瘤纳米催化治疗，肿瘤生长抑制（TGI）率达92%。负载双活性纳米酶的MXene是未来纳米酶催化治疗发展的一种有前景的材料。
• Dual active nanozyme-loaded MXene Ti 3 C 2 /CeO 2 -PVP nanocomposites were prepared. • The 2D ultra-thin MXene enabled the dispersion and transport of the CeO 2 nanozymes. • The dual response of the internal tumor microenvironment and external photo-thermal stimulation was enabled. • Hyperthermia-enhanced enzyme activity for efficient tumor nanocatalytic therapy. Nanozymes, which have enzymatic activity and physicochemical properties of nanomaterials, have attracted extensive attention in the field of tumor therapy. However, the low activity of nanozymes in the tumor microenvironment leads to limited therapeutic effects. Here, we report an MXene-integrated nanozyme that exhibits dual catalytic activities, exerting synergistic effects to enhance tumor therapy. The MXene-integrated nanozyme consists of CeO 2 nanozymes with dual enzyme-like activities (simulating catalase and peroxidase) loaded on MXene. In such a construct, the catalase- and peroxidase-like activity of CeO 2 nanozymes alleviates hypoxia and elevates oxidative stress in the tumor microenvironment, and the overexpressed glutathione (GSH) is consumed by the redox reaction of CeO 2 nanozymes. The CeO 2 nanozyme-loaded MXene could couple the photothermal effect and dual enzyme-like activities, resulting in enhanced tumor nanocatalytic therapy with a tumor growth inhibition (TGI) effect of 92%. Dual active nanozyme-loaded MXene is a promising material for the development of nanozyme catalytic therapy in the future.
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