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肿瘤调治边界的要紧挑战在于怎么达成高效杀伤癌细胞并最猛进程减少对健康组织的毁伤。传统疗法（如化疗和放疗）存在反作用大、易产生耐药性等劣势，因此，科学家们正在积极探索更精确、更安全的替代期间。在本盘问中，科研团队立异性地谋划了一种富氧空位的二维氧化钼（Mt-VR-MoO 3）半导体纳米材料，并借助其高效光催化性能，通过领导细胞焦一火（pyroptosis）达成肿瘤的精确调治。这一计谋始创性地将半导体光催化期间与细胞焦一火结合，为癌症调治带来了新的糟蹋。

近日，上海交通大学电子信息与电气工程学院感知科学与工程学院张宏陆副锻真金不怕火团队和材料科学与工程学院何前军锻真金不怕火、农业与生物学院张欢副锻真金不怕火等归拢，在发展新式半导体纳米材料达成光催化细胞焦一火用于肿瘤调治边界赢得进攻推崇。谈判着力以“Mitochondria-targeted Photoredox Catalysis Activates Pyroptosis for Effective Tumor Therapy”（线粒体靶向光催化激活细胞焦一火以达成存效肿瘤调治）为题发表在高水平学术期刊《Advanced Functional Materials》。

光催化期间因其非侵入性、精确性和光反应可控性，比年来被粗俗用于肿瘤调治。可是，现存光催化剂大多局限于可见光区域，或存在生物相容性差、靶向性不及等问题。与此同期，细胞焦一火当作一种追随炎性因子开释的细胞设施性升天表情，因其粗略引发渊博的抗肿瘤免疫反应，成为抗癌盘问的新热门。可是，怎么高效、可控地领导细胞焦一火一直是一个难点。该盘问通过引入富劣势氧化钼半导体材料，凭借其独到的导带与价带结构，展示了在近红外光（NIR-II）区域的优异反应智商，将光催化反应与细胞焦一火机制结合，为肿瘤调治提供了立异经管决策。

线粒体靶向、反应NIR-II的光催化剂 (Mt-VR-MoO 3) 激活细胞焦一火用于肿瘤调治的暗示图

盘问团队通过在二维氧化钼纳米片中引入富氧空位（VR-MoO 3），极地面提高了材料的光电性能。氧空位的存在为材料引入了中间价带，使其在近红外（NIR-II，1064 nm）光照下粗略高效生成电子-空穴对，启动一系列氧化规复反应。进一形状，盘问东谈主员通过TPP（靶向线粒体的三苯基膦）和HA（透明质酸）修饰，将材料谋划为特异性靶向线粒体的纳米光催化剂（Mt-VR-MoO 3）。

光催化剂 (Mt-VR-MoO 3)的形色及光催化性能表征

在NIR-II光映照下，Mt-VR-MoO 3粗略催化线粒体中规复型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）的氧化以及细胞色素c（Cyt c）的规复，从而插手线粒体电子传递链（Mito-ETC）。这也曾过导致活性氧（mtROS）水平权贵升高，线粒体膜电位丧失，通透性调整孔谈（MPTP）绽开，以及细胞色素c开释到细胞质中。最终，这些级联反应触发了Caspase-1和Caspase-3介导的细胞焦一火通路，导致肿瘤细胞的闹翻性升天。细胞焦一火的独到之处在于，其不仅奏凯杀伤癌细胞，还通过开释炎性因子激活免疫系统，进一步增强抗肿瘤效果。

在小鼠乳腺癌模子中，这一材料达成了高达86.9%的肿瘤滋长扼制率，权贵优于传总揽疗模范。组织学和免疫组化收尾走漏，Mt-VR-MoO 3调治后，肿瘤组织中与焦一火谈判的卵白（如GSDMD、GSDME）的抒发水平权贵升高，施展了这一调治计谋得胜领导了肿瘤细胞的焦一火。此外，生物散播实践标明，该材料在调治后粗略通过粪便和尿液赶快排出体外，对日常器官无彰着毒性，进一步施展了其优异的生物安全性。

光催化剂 (Mt-VR-MoO 3)在近红外光映照下报怨癌细胞线粒体电子流导致的线粒体龙套并引发细胞焦一火的经过

该盘问初度将富劣势氧化钼的半导体光催化性能与领导细胞焦一火的肿瘤调治机制相结合，始创了一种全新的“光催化-焦一火”抗癌计谋。这一谋划不仅克服了现存光催化剂的波长为止问题，还通过焦一火机制激活免疫系统，增强了抗癌效果。（开始：上海交大）