综述:镓化合物在医学研究中的新兴潜力:前景广阔的新领域

【字体: 时间:2025年08月21日 来源:Journal of Trace Elements in Medicine and Biology 3.3

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了镓(Ga)化合物的多重生物活性,包括通过竞争铁代谢抑制微生物生长(如结核分枝杆菌)、破坏癌细胞氧化应激/DNA修复机制(如KP46复合物)、以及68Ga标记显像剂在肿瘤诊断中的应用。其创新性体现在金属有机框架(MOFs)抗菌、靶向FhuA转运的镓-环丙沙星复合物设计,为耐药菌感染和癌症诊疗提供了新策略。

  

镓化合物的医学革命:从抗菌到抗癌的多维突破

抗微生物剂

真菌感染每年导致数百万人死亡,而镓化合物通过劫持病原体的铁代谢展现惊人潜力。镓(III)-去铁胺-环丙沙星复合物借助FhuA转运体穿透细菌细胞膜,对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的抑制效率超越原药。2025年最新报道的双核镓(III)配合物能精准干扰细菌群体感应系统,降低毒力因子绿脓菌素的产生。更令人振奋的是,镓修饰的金属有机框架(Ga-MOFs)不仅能杀灭口腔病原体,还展现出促进细胞抗氧化和抗炎反应的双重保护效应。

抗癌先锋

从古老的硝酸镓到现代复合物KP46,镓的抗癌机制逐渐明晰。5-溴-8-羟基喹啉镓(III)复合物通过结合PDI蛋白诱发结肠癌细胞凋亡,其荧光特性还实现了诊疗一体化。在耐药白血病治疗中,KP46能逆转P-糖蛋白介导的多药耐药(MDR),显著提升凋亡蛋白HRK表达的同时抑制XIAP生存信号。镓-姜黄素复合物则通过稳定HRP酶结构,增强其抗氧化能力来对抗乳腺癌细胞。

分子影像革命

68Ga标记的PET探针正在改写肿瘤诊断规则。[68Ga]Ga-DOTA-TATE对神经内分泌肿瘤的检测灵敏度高达亚毫米级,而[68Ga]Ga-FAPI能在心肌梗死区域精准定位活化的成纤维细胞。这种"看得到才能打得准"的诊疗策略,使得镓放射性药物在心肌炎和淋巴瘤分期中展现出独特优势。

炎症调控新靶点

镓通过劫持巨噬细胞的转铁蛋白受体,阻断促炎细胞因子风暴。在植入器械表面修饰镓-防御素复合物,既能抑制细菌生物膜形成,又可减轻异物反应性炎症,为骨科植入物提供了完美的生物相容性解决方案。

挑战与展望

尽管存在剂量依赖性毒性(如震颤、心律失常),但通过纳米载体递送和靶向修饰已大幅提升安全性。未来研究将聚焦于镓化合物与免疫检查点抑制剂的联用策略,以及开发新一代可降解Ga-MOFs抗菌敷料。这场由III族金属掀起的医学革命,正在突破传统疗法的边界。

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