氢气（H2）治疗由于其良好的安全性能，在肿瘤治疗领域得到了广泛的研究。据报道，高浓度的H2会破坏肿瘤内的氧化还原平衡稳态，使癌细胞线粒体功能紊乱，进而导致癌细胞的损伤和凋亡。然而，如何实现在肿瘤内持续地产生H2以达到最佳的治疗效果仍然是一个难题。因此，构建安全有效的策略在肿瘤内持续产生H2并实现高效气体治疗，为推动其进一步临床转化起着非常重要的作用。
原电池是一种经典的电化学腐蚀策略，可以实现在生理环境中没有外加电源的情况下自发地产生H2气体。近日我院刘庄教授和程亮教授团队采用镁基原电池构建策略，在可植入医用镁（Mg）棒表面通过化学置换铂纳米颗粒来构建镁基原电池（MgG），用于调节肿瘤酸性微环境增效氢气治疗。与Mg相比，MgG植入肿瘤内部后可持续高效地产生H2气体，从而显著破坏癌细胞内氧化还原平衡稳态，抑制肿瘤细胞线粒体呼吸，进而诱导癌细胞死亡。同时，镁基原电池（MgG）副产物Mg(OH)2可进一步调节酸性肿瘤微环境（TME）进而增效H2治疗。在植入MgG棒治疗后的肿瘤内,可以明显观察到CD8+ T细胞浸润增加，髓源性抑制细胞（MDSCs）的数量减少，说明该策略可以将肿瘤免疫抑制微环境向免疫促进型微环境调节，有利于进一步增强肿瘤治疗效果。该策略在小鼠肿瘤模型（4T1和CT26模型）、人源肿瘤异体移植模型 （PDX）以及VX2兔肿瘤模型中均表现出较好的肿瘤抑制效果。该研究结果表明，基于医用镁金属的原电池策略可以用于肿瘤酸性微环境调控并增效氢气气体治疗。相关成果在Nat. Commun. 上发表（Nature Communications, 2022, 13, 2336）。该工作得到国家重点研发计划（2021YFF0701800）、国家自然科学基金（U20A20254、52072253、21927803）、江苏省杰出青年科学基金（BK20211544）、苏州纳米协同创新中心等项目资助。
文章题目：Magnesium galvanic cells produce hydrogen and modulate the tumor microenvironment to inhibit cancer growth
作者信息：Nailin Yang, Fei Gong, Bo Liu, Yu Hao, Yu Chao, Huali Lei, Xiaoyuan Yang, Yuehan Gong, Xianwen Wang, Zhuang Liu* & Liang Cheng*
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-29938-6
刘庄教授课题组链接：http://nano.suda.edu.cn/lz/
程亮教授课题组链接：http://funsom.suda.edu.cn/80/82/c2735a32898/page.htm
项目资助：This paper was partially supported by the National Research Programs of China (2021YFF0701800), National Natural Science Foundation of China (U20A20254, 52072253, 21927803, and 52032008 ), Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, the 111 Project, Joint International Research Laboratory of Carbon-Based Functional Materials and Devices, a Jiangsu Natural Science Fund for Distinguished Young Scholars (BK20211544) and Jiangsu Social Development Project (BE2019658), a Project Funded for Postgraduate Research and Practice Innovation Program of Jiangsu Province (KYCX21_2947), a China Postdoctoral Science Foundation (2021TQ0229), and Suzhou Key Laboratory of Nanotechnology and Biomedicine. L.C. was supported by the Tang Scholarship of Soochow University.
责任编辑：郭佳