南湖新闻网讯（通讯员 李光强）近日，我校生命科学技术学院、生物医学与健康学院董志强教授团队和苏州大学程亮教授团队合作在Advanced Science发表题“Titanium Sulfide Nanosheets Serve as Cascade Bioreactors for H₂S-Mediated Programmed Gas–Sonodynamic Cancer Therapy”的研究论文，报告了一种硫化钛二维纳米材料，用于肿瘤的程序化气体与声动力高效治疗。

声动力治疗（SDT）是一种新型的医学治疗方式，主要是在声敏剂存在的条件下，通过局部超声产生大量的活性氧（ROS）从而起到良好的杀伤效果，因其高的组织穿透深度、良好的聚集特异性和可忽略的副作用等特点而被广泛关注。然而复杂的肿瘤微环境，使得单一的SDT难以彻底根除肿瘤，并且存在易复发的风险。

气体疗法（GT）可利用某种气体来调节疾病的进程，已经成为前途性的肿瘤治疗策略。其中H₂S作为一种气体递质，在癌症治疗中发挥着多种重要作用，并且H₂S可以调节机体的免疫系统，抑制肿瘤的转移，延长其生存率。因此，GT被认为是一种“绿色”策略，可以与SDT联合，通过抑制原发性、转移性甚至复发性肿瘤来增强长期抗癌效果。然而，部分相关工作主要是通过将SDT与GT机械的结合在一起，治疗效果较差，且预后效果不理想。因此，通过简便的方式开发出一种将SDT与GT巧妙结合在一起，并通过程序化治疗以增强前期肿瘤杀伤效果和抑制后期转移的的纳米级联反应器尤为重要。

高温有机相法合成TiS_X纳米片，用于H₂S介导的程序化气体-声动力癌症治疗

基于此，我院神经科学团队董志强教授和苏州大学程亮教授、仲晓燕博士开发了一种过渡金属硫化物基的纳米级联反应器-硫化钛纳米片（TiS_X NSs），由于硫元素的存在，此TiS_X NSs无需任何的H2S供体就可以释放大量的H₂S气体，用于GT和免疫调节，随着H₂S的释放，TiS_X NSs表面形成大量的S空位和部分的氧化形成TiO_X，从而赋予TiS_X NSs了新的声动力效果，用于肿瘤的SDT。从而实现了肿瘤的程序化GT-SDT，进一步增强了肿瘤的治疗效果。

在细胞和动物水平，TiS_X NSs表现出了良好的肿瘤杀伤效果，并通过对机体的免疫调节，抑制了肿瘤的转移和复发，延长了其生存期。并且TiS_X NSs在体内外表现了良好的生物相容性和生物安全性，可通过机体代谢出体外，并未表现出明显的毒性，这有利于后续的生物应用和临床转化。

我校生命科学技术学院博士研究生李光强为论文的第一作者，华中农业大学为第一完成单位，董志强教授、程亮教授和仲晓燕博士为本论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、中央高校基本科研基金等项目的资助。

审核人：董志强

【英文摘要】

Gas-mediated sonodynamic therapy (SDT) has the potential to become an effective strategy to improve the therapeutic outcome and survival rate of cancer patients. Herein, titanium sulfide nanosheets (TiS_X NSs) are prepared as cascade bioreactors for sequential gas–sonodynamic cancer therapy. TiS_X NSs themselves as hydrogen sulfide (H₂S) donors can burst release H₂S gas. Following H₂S generation, TiS_X NSs are gradually degraded to become S-defective and partly oxidized into TiO_X on their surface, which endows TiS_X NSs with high sonodynamic properties under ultrasound (US) irradiation. In vitro and in vivo experiments show the excellent therapeutic effects of TiS_X NSs. In detail, large amounts of H₂S gas and reactive oxygen species (ROS) can simultaneously inhibit mitochondrial respiration and ATP synthesis, leading to cancer cell apoptosis. Of note, H₂S gas also plays important roles in modulating and activating the immune system to effectively inhibit pulmonary metastasis. Finally, the metabolizable TiS_X NSs are excreted out of the body without inducing any significant long-term toxicity. Collectively, this work establishes a cascade bioreactor of TiS_X NSs with satisfactory H₂S release ability and excellent ROS generation properties under US irradiation for programmed gas–sonodynamic cancer therapy.

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202201069