Catalytic core-shell nanoparticles with self-supplied calcium and H(2)O(2) to enable combinational tumor inhibition.
Catalytic core-shell nanoparticles with self-supplied calcium and H(2)O(2) to enable combinational tumor inhibition.
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具有自供钙和 H2O2 的催化核壳纳米粒子，可实现组合肿瘤抑制
DOI：
10.1186/s12951-021-01055-4
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发表时间：
2021-10-12
影响因子：
10.2
通讯作者：
Zhou Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kong H;Fang C;Chu Q;Hu Z;Fu Y;Han G;Li X;Zhou Y
纳米粒子具有诱导细胞内氧化物种的催化活性，已被广泛用于肿瘤治疗，但在有限的细胞内过氧化氢中遇到了令人望而生畏的挑战，从而抑制了治疗效果。在本研究中，我们设计并合成了一种由CaO2核和Co-二茂铁壳层组成的复合纳米粒子，用于联合治疗肿瘤。研究结果表明，CaO2核心可以被水解，在酸性肿瘤部位产生大量的H_2O_2和钙离子。同时，Co-二茂铁壳是一种优良的Fenton催化剂，它与H_2O_2反应后能产生大量的ROS。过度的细胞氧化应激除了从颗粒中释放出钙离子外，还会触发激发性的钙积累。细胞内ROS和钙超载的共同作用在体外和体内都能显著抑制肿瘤生长。网上版载有补充材料，可在10.1186/s12951-021-01055-4查阅。
Nanoparticles, presenting catalytic activity to induce intracellular oxidative species, have been extensively explored for tumor treatment, but suffer daunting challenges in the limited intracellular H2O2 and thus suppressed therapeutic efficacy. Here in this study, a type of composite nanoparticles, consisting CaO2 core and Co-ferrocene shell, is designed and synthesized for combinational tumor treatment. The findings indicate that CaO2 core can be hydrolyzed to produce large amounts of H2O2 and calcium ions at the acidic tumor sites. Meanwhile, Co-ferrocene shell acts as an excellent Fenton catalyst, inducing considerable ROS generation following its reaction with H2O2. Excessive cellular oxidative stress triggers agitated calcium accumulation in addition to the calcium ions released from the particles. The combined effect of intracellular ROS and calcium overload causes significant tumor inhibition both in vitro and in vivo. The online version contains supplementary material available at 10.1186/s12951-021-01055-4.
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