低氧激活的蛋白前藥催化納米酶

臨床上應用的蛋白質藥物大多是在細胞外發揮功能，但是在在細胞質中發揮其生物活性理論上具有更好的效果，但目前卻鮮有實現。其主要的限制因素包括：缺乏將蛋白質運送到病變部位組織的高效的細胞內化運載工具、介導跨膜轉運進入靶細胞、溶酶體截留、在細胞質中釋放具有生物活性的蛋白質。細胞內蛋白治療的另一個關鍵問題是如何在靶細胞中實現選擇性的藥理活性，從而將對正常細胞的非特異性不良反應降至較低。雖然使用刺激響應載體可以在靶細胞中選擇性地釋放蛋白，但不可避免的泄漏或非特異性蛋白釋放將增加副作用的風險。另外，基于蛋白質脫籠策略的蛋白前藥雖然可以實現功能的時空控制，然而對病變和正常細胞的特異性較低。

*報道了一種低氧激活的蛋白前藥，并輔以自催化的級聯納米酶，實現在低氧癌細胞內蛋白前藥遞送和激活。首先，作用利用低氧可切割的偶氮苯結構域將核糖核酸酶A（RNase A）的賴氨酸殘基保護起來，隨著凈陰離子電荷密度的增加導致酶活性抑制，形成蛋白前藥（RPAB），從而消除了RPAB對正常細胞的非特異性毒性。在低氧條件下，偶氮苯基團可被多種過表達且主要定位于腫瘤細胞內的還原酶還原，從而在偶氮苯保護基團失活時恢復細胞內核糖核酸酶的水解活性。

雖然癌細胞的快速代謝和增殖導致腫瘤微環境往往處于缺氧狀態，但許多實體腫瘤的缺氧水平是異質性且不足以實現RPAB的有效再激活。基于此，作者使用了葡萄糖氧化酶（GOx）作為輔助因子，該酶能夠催化葡萄糖分解并伴隨著O2的消耗和H2O2的產生。利用GOx的可以加劇腫瘤的乏氧，持續地使RPAB恢復到RNase A，與此同時還具有饑餓療法的作用。

為了實現蛋白前藥在腫瘤組織中的靶向聚集和跨膜內化，進一步設計了基于偶氮苯交聯的寡乙烯亞胺（AOE）I的陽離子低氧降解聚合物，該聚合物可以與帶負電荷的透明質酸（HA）靜電絡合并同時包裹RPAB和GOx形成納米酶原（HARPGNCs），并通過EPR效應以及HA與癌細胞膜上過表達的CD44之間的結合親和力促進腫瘤的聚集。陽離子AOEI隨后促進蛋白質內化進入癌細胞，并通過“質子海綿”效應從溶酶體逃逸。最終，GOx介導的饑餓療法和RNase介導的促凋亡作用協同抗癌。