무금속 그래핀 양자점 '나노자임'으로 암 치료 발전 - “종양 치료에 매우 효과적인 것으로 입증”

중국과학원 허페이 물리과학 연구소의 WANG Hui 교수가 이끄는 연구 그룹은 고효율 종양 화학 역학 치료(CDT)를 위해 그래핀 양자점(GQD)을 기반으로 한 금속이 없는 나노자임을 도입했습니다.

이 연구는 년에 출판되었다 문제.

GQD는 종양 CDT의 금속 기반 나노자임과 관련된 독성 문제를 해결하는 유망하고 비용 효율적인 수단을 나타냅니다. 그러나 GQD의 제한된 촉매 활성은 특히 까다로운 촉매 조건 하에서 임상 적용에 심각한 문제를 야기했습니다.

전통적인 금속 기반 나노자임에 대한 보다 안전하고 효과적인 대안으로 떠오르는 그래핀 양자점은 종양 CDT의 심각한 독성 문제를 해결합니다. 그러나 지금까지는 어려운 조건에서 상대적으로 낮은 촉매 활성으로 인해 임상 적용이 제한되었습니다. 이는 암 치료에서 이들의 잠재력을 최대한 활용하는 데 있어 중요한 장애물이었습니다.

연구팀의 류홍지(LIU Hongji) 박사는 “적혈구막으로 만든 새로운 GQD는 부작용이 거의 없이 종양 치료에 매우 효과적”이라고 말했다. “장점 중 하나는 금속이 없다는 점입니다. 또한, 이들은 우수한 퍼옥시다제 유사 생체촉매 역할을 합니다.”

GQD 기반 나노촉매 보조제의 촉매 성능을 향상시키기 위해 연구진은 이원자 도핑 전략을 사용하여 GQD를 합리적으로 설계했습니다. GQD에 질소와 인을 도입하는 시너지 전자 효과는 페르미 준위 근처에서 고도로 국지화된 상태를 생성할 수 있으므로 단일 헤테로원자 도핑에 비해 효율적인 효소 활성을 가능하게 합니다.

적혈구 막에서 유래된 획득된 GQD는 인상적인 퍼옥시다제 모방 활성을 갖는 것으로 나타났습니다. 결과적으로, GQD는 시험관 내에서 암세포의 세포사멸 및 페롭토시스를 유도하는 데 매우 효과적입니다. 또한 종양을 선택적으로 표적으로 삼아 정맥주사 시 77.71%, 종양간 주사 시 93.22%의 높은 종양억제율을 보이며, 오프타겟(off-target) 부작용도 없다.

이는 약물이 없고 표적 특이적이고 생물학적으로 양성 나노자임은 안전한 암 치료에 사용할 수 있는 강력한 생체촉매로서 큰 잠재력을 가지고 있습니다.

종양 촉매 치료를 위한 퍼옥시다제 모방 효소로서 적혈구 막에서 유래된 GQD의 역할을 보여주는 개략도. (이미지 제공: 리우홍지)

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• 출처: https://genesisnanotech.wordpress.com/2024/01/26/advancing-cancer-treatment-with-metal-free-graphene-quantum-dot-nanozymes-proving-to-be-highly-effective-for-tumor-therapy/