谷胱甘肽编程的催化剂原位自组装激活肿瘤特异性NO风暴用于气体动力学治疗

针对一氧化氮(NO)在肿瘤治疗中浓度依赖性双效性调控困难、脱靶毒性及临床转化技术壁垒等问题，研究人员构建了谷胱甘肽(GSH)响应型金属有机框架CuSNP，通过肿瘤内原位合成催化剂实现NO的爆发式释放。该研究结合Cu+介导的羟基自由基(·OH)生成与Cu-GSH复合物催化机制，显著抑制结直肠癌和三阴性乳腺癌生长，为NO精准治疗提供了新范式。

　　

在癌症治疗领域，一氧化氮(NO)如同一个"双面特工"——高浓度时能有效杀伤肿瘤细胞，低浓度时却可能助纣为虐促进癌症转移。更棘手的是，这个直径仅纳米级的"气体分子特工"极难控制，既容易在运输途中"叛逃"引发全身毒性，又会被肿瘤自身的谷胱甘肽(GSH)防御系统"缴械"。如何让NO在正确的时间、正确的地点释放正确的剂量，成为困扰科学界多年的难题。

来自中国的研究团队在《Journal of Colloid and Interface Science》发表了一项突破性研究。他们巧妙利用肿瘤微环境中过表达的GSH作为"编程密码"，设计出智能型金属有机框架CuSNP。这个纳米尺度的"特工装备箱"能在肿瘤内部自动组装催化武器，瞬间释放NO风暴，同时激活羟基自由基(·OH)辅助攻击，实现对癌症的精准打击。

研究采用金属有机框架自组装、GSH响应性材料表征、细胞内活性氧/氮物种检测、线粒体功能分析等技术方法，其中临床样本来源于结直肠癌和三阴性乳腺癌患者队列。

【合成与表征】通过铜离子与硝普钠(SNP)的一步配位反应，构建出立方体状CuSNP纳米颗粒（直径214.1±57.6 nm），表面修饰PEG-SH延长血液循环时间。

【作用机制】肿瘤内高浓度GSH触发框架解离，释放的Cu⁺离子与GSH原位形成催化复合物，将SNP转化为NO；同时Cu⁺通过类芬顿反应将H₂O₂转化为·OH，双管齐下破坏肿瘤细胞线粒体和DNA。

【体内疗效】在两种临床难治性肿瘤模型中，CuSNP-PEG使NO局部浓度突破300 nM治疗阈值，肿瘤抑制率达68.5%，且显著降低全身毒性。

这项研究开创性地将临床降压药硝普钠"老药新用"，通过编程肿瘤自身特征物质GSH实现催化剂的自动装配，解决了NO治疗中"时空控制"的核心难题。Chundong Yao和Jia Liu等作者建立的"特洛伊木马"策略，不仅为气体动力学治疗提供了新工具，更启示了利用肿瘤微环境特征逆向设计精准递送系统的创新思路。该技术已获国家重大研发计划支持，其临床转化将有望改写多种实体瘤的治疗格局。