众所周知，氢可以用作抗癌治疗。然而，在肿瘤中实现显著和长期的氢释放以产生最佳的抗癌效果仍然是一个挑战。因此，对于未来氢治疗的临床转化，仍然需要找到一种高效、安全的方法来实现肿瘤内的持续产氢。
近日，苏州大学程亮教授和刘庄教授通过在镁棒表面修饰铂颗粒，研制出一种镁基原电池。原电池能加速镁的水腐蚀，所以能在水环境中持续产生氢气。作者通过将MgG棒植入肿瘤，在肿瘤内产生氢分子，可导致线粒体功能障碍，细胞内氧化还原平衡不稳定。同时，电池反应副产物氢氧化镁可以中和酸性肿瘤微环境。因此，在小鼠肿瘤模型、来自患者的异种移植肿瘤模型和VX2肿瘤兔模型中，这种具有微电池结构的MgG棒可以通过施加氢治疗来抑制肿瘤生长。这项研究表明，基于可植入金属的氢治疗电池有望成为一种安全有效的癌症治疗策略。相关工作发表在《自然通讯》杂志上，题为“磁原电池产生氢气并调节肿瘤微环境以抑制癌症生长”。【文章亮点】1.MgG棒的设计镁及其合金作为植入性金属已广泛应用于临床。鉴于此，作者设计了一种植入式微型电池，在肿瘤中发挥氢治疗的作用。如图1所示，MgG原电池由两种电极电位不同的金属组成。为了设计MgG，作者将Mg棒放入含有PtCl62-的中性溶液中，室温下铂在Mg棒表面原位还原，构建了镁基一次电池。发现所获得的镁基原电池可被水腐蚀，从而有效地产生氢气和氢氧化镁。图1 mgg棒的制备和表征第二，氢疗法对抗癌症MgG棒植入肿瘤后，持续产生的氢气可以抑制线粒体呼吸，破坏肿瘤细胞内的氧化还原稳态，而副产物氢氧化镁可以中和酸性TME。因此，在肿瘤中可以观察到CD8+T细胞浸润的增加和免疫抑制性髓系抑制细胞数量的减少，表明从免疫抑制性TME到免疫促进性TME的调节性转变。该策略在4T1和CT26小鼠肿瘤模型和人类恶性患者异种移植模型中均取得了良好的抑瘤效果。研究还证明，MgG棒氢疗法也能显著消除兔荷瘤模型的肿瘤体积。最后，研究还证明了具有可生物降解特性的MgG棒在体内不会产生明显的毒副作用，有利于开发高效持续氢治疗的常用植入式金属镁。图2 mgg棒的氢治疗效果文献链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-29938-6
来源:高分子科学前沿
