众所周知，氢可以用作抗癌治疗。然而，在肿瘤中实现显著且长期的氢气释放以产生最佳抗癌治疗效果仍然是个挑战。因此，对于氢气疗法的未来临床转化，仍然需要寻找可实现肿瘤内持续产氢的高效安全方法。近期，苏州大学程亮教授、刘庄教授等人通过在镁棒表面修饰铂颗粒，开发了一种镁基原电池（MgG）。由于原电池可加速镁的水腐蚀作用，因此可在水环境中连续生成氢气。作者通过将MgG棒植入肿瘤在肿瘤内产生氢气分子，从而可导致线粒体功能障碍和胞内氧化还原平衡失稳。同时，电池反应副产物氢氧化镁可以中和酸性肿瘤微环境（TME），因此在小鼠肿瘤模型、患者来源的异种移植（PDX）瘤模型以及VX2肿瘤兔子模型中，这种具有微电池结构的MgG棒可通过发挥氢气疗法抑制肿瘤的生长。该研究表明，基于可植入金属的氢气疗法原电池有望成为一种安全有效的癌症治疗策略。相关工作以“Magnesium galvanic cells produce hydrogen and modulate the tumor microenvironment to inhibit cancer growth”为题发表在Nature Communications。【文章要点】一、MgG棒的设计镁及其合金作为植入性金属在临床上得到了广泛的应用。有鉴于此，作者设计了可植入微型电池在肿瘤中发挥氢气治疗作用。如图1所示，MgG原电池由两种电极电位不同的金属组成。为了设计MgG，作者将Mg棒置于含有PtCl62-的中性溶液中， 在室温下铂在镁棒表面发生原位还原反应，从而构建了镁基原电池（Mg2+/Mg:−2.372 V、PtCl62−/PtCl42−: 0.726 V、PtCl42−/Pt:0.758 V）。实验发现，所获得的镁基原电池可被水腐蚀，从而有效生成氢气和氢氧化镁。图1 MgG棒的制备和表征二、氢气疗法抗癌将MgG棒植入肿瘤后，持续产生的氢气可抑制线粒体呼吸并破坏肿瘤细胞内的氧化还原稳态，而副产物氢氧化镁可中和酸性TME。因此，可在肿瘤内观察到CD8+T细胞浸润增加、免疫抑制性髓源性抑制细胞（MDSCs）数量减少，表明免疫抑制性TME向免疫促进性TME的调节转变。该策略在4T1和CT26小鼠肿瘤模型以及人类来源的恶性患者源性异种移植模型中都取得了良好的肿瘤抑制效果。研究还证明，使用MgG棒的氢气治疗方法也可以显著消除兔子荷瘤模型的肿瘤体积。最后，研究还证明具有生物可降解特性的MgG棒并不会在体内产生明显的毒副作用，有利于开发常用植入镁金属用于高效持续的氢气疗法。图2 MgG棒的氢气治疗作用
