低氧激活的蛋白前药催化纳米酶

临床上应用的蛋白质药物大多是在细胞外发挥功能，但是在在细胞质中发挥其生物活性理论上具有更好的效果，但目前却鲜有实现。其主要的限制因素包括：缺乏将蛋白质运送到病变部位组织的高效的细胞内化运载工具、介导跨膜转运进入靶细胞、溶酶体截留、在细胞质中释放具有生物活性的蛋白质。细胞内蛋白治疗的另一个关键问题是如何在靶细胞中实现选择性的药理活性，从而将对正常细胞的非特异性不良反应降至较低。虽然使用刺激响应载体可以在靶细胞中选择性地释放蛋白，但不可避免的泄漏或非特异性蛋白释放将增加副作用的风险。另外，基于蛋白质脱笼策略的蛋白前药虽然可以实现功能的时空控制，然而对病变和正常细胞的特异性较低。

*报道了一种低氧激活的蛋白前药，并辅以自催化的级联纳米酶，实现在低氧癌细胞内蛋白前药递送和激活。首先，作用利用低氧可切割的偶氮苯结构域将核糖核酸酶A（RNase A）的赖氨酸残基保护起来，随着净阴离子电荷密度的增加导致酶活性抑制，形成蛋白前药（RPAB），从而消除了RPAB对正常细胞的非特异性毒性。在低氧条件下，偶氮苯基团可被多种过表达且主要定位于肿瘤细胞内的还原酶还原，从而在偶氮苯保护基团失活时恢复细胞内核糖核酸酶的水解活性。

虽然癌细胞的快速代谢和增殖导致肿瘤微环境往往处于缺氧状态，但许多实体肿瘤的缺氧水平是异质性且不足以实现RPAB的有效再激活。基于此，作者使用了葡萄糖氧化酶（GOx）作为辅助因子，该酶能够催化葡萄糖分解并伴随着O2的消耗和H2O2的产生。利用GOx的可以加剧肿瘤的乏氧，持续地使RPAB恢复到RNase A，与此同时还具有饥饿疗法的作用。

为了实现蛋白前药在肿瘤组织中的靶向聚集和跨膜内化，进一步设计了基于偶氮苯交联的寡乙烯亚胺（AOE）I的阳离子低氧降解聚合物，该聚合物可以与带负电荷的透明质酸（HA）静电络合并同时包裹RPAB和GOx形成纳米酶原（HARPGNCs），并通过EPR效应以及HA与癌细胞膜上过表达的CD44之间的结合亲和力促进肿瘤的聚集。阳离子AOEI随后促进蛋白质内化进入癌细胞，并通过“质子海绵”效应从溶酶体逃逸。最终，GOx介导的饥饿疗法和RNase介导的促凋亡作用协同抗癌。