武汉大学张先正教授利用希瓦氏菌MR-1 (S. oneidensis MR-1)可以通过将电子转移给金属矿物的方式以厌氧分解乳酸从而进行呼吸作用的这一特性,将二氧化锰(MnO2)纳米花修饰到S. oneidensis MR-1表面,构建了一个以乳酸为燃料的生物混合材料(Bac@MnO2)。
本文要点:
(1)Bac@MnO2中的MnO2纳米花可作为电子受体,而肿瘤的代谢产物乳酸可作为电子供体,进而在肿瘤部位建立完整的细菌呼吸通路,导致细胞间的乳酸被持续消耗分解。
(2)此外,修饰的MnO2纳米花还可以催化内源性过氧化氢(H2O2)生成氧气(O2),氧气可以通过下调缺氧诱导因子-1 (HIF-1)的表达来进一步抑制乳酸的生成。由于乳酸在肿瘤发生过程中起着关键的作用,因此该生物混合材料Bac@MnO2可以通过将细菌呼吸作用与肿瘤代谢过程进行偶联以显著地干预肿瘤的发展。
Qi-Wen Chen. et al. Intervening Tumor Progression by Coupling Bacteria Respiration with Tumor Metabolism. Angewandte Chemie International Edition. 2020
DOI: 10.1002/anie.202002649
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202002649