
1. 研究背景
光热疗法(PTT)使用近红外(NIR)光介导的光热剂(PTAs)产生高温,从而对癌细胞消融。为了在相对复杂的肿瘤微环境(TME)中实现有效的肿瘤消融,需要将肿瘤温度升高到耐受极限(> 50℃)以上。这种过度高温不可避免地引起炎症和对邻近正常组织的损伤,在很大程度上限制了PTAs的临床应用。为了克服传统PTT的致命弱点,温和PTT(MPTT)已成为一种替代策略,它将温度控制在38℃至43℃之间以进行安全*疗。尽管前景光明,MPTT仍然面临着与受限渗透和散热相关的关键障碍。这些挑战带来了*疗效果的降低和深层癌细胞的不完全消除,增加了肿瘤复发的危险。此外,热应激引起的热休克蛋白(HSPs)的快速过表达增加了癌细胞的耐热性,降低了MPTT的*疗效果。迫切需要开发一种有效的策略来缓解HSPs诱导的肿瘤热耐受,提高MPTT的疗效。铁死亡,其特征是氧化应激水平、谷胱甘肽(GSH)耗竭,脂质过氧化物(LPO)过度积累。其中,脂质修复酶谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)水平的降低被认为是一种可行且有前景的*疗策略,可以抑制HSPs的表达。Fenton反应产生的ROS会不可逆转地引发膜脂过氧化,导致LPO积聚以及随后铁死亡的激活。因此,铁死亡在ROS介导的癌细胞死亡中起着至关重要的协同作用。研究表明,在铁死亡过程中LPO的积累会破坏HSPs的结构。此外,LPO已被确定为通过线粒体膜电位的下降来阻碍细胞内ATP的合成。由于HSPs的表达与ATP水平有关,ATP含量的降低会降低细胞内HSPs的水平。值得注意的是,基于MPTT的温度升高有利于Fenton反应速率的明显增加,从而促进LPO的产生和HSPs表达的下调。因此,MPTT与铁死亡的协同作用,对于充分发挥各自的*疗效果,改善癌症的*疗具有重要价值。
2. 结果与讨论
金属-醌网络(MQNs),一种由多价金属阳离子和醌配体之间的配位组装构建的非晶网络,具有低的细胞毒性、简单的合成、多功能的负载能力、可调的尺寸和理想的生物降解性而成为生物医学应用的新兴候选物。在此,通过配位驱动的自组装策略选择并利用不同的结构,即萘扎素、紫草素、奎宁、紫红素、四羟基蒽醌(THAQ)和阿霉素,制备了一系列具有可调节形态和尺寸的纳米级MQNs,分别为FN、FS、FQ、FP、FT和FD MQNs。基于THAQ的近红外吸收纳米MQNs在808 nm激光照射下具有*高的光热转换能力。一方面,在近红光照射下,FTP MQNs不仅会触发有效的MPTT诱导细胞凋亡,更重要的是,它会增强Fenton反应,促进羟基自由基(·OH)的产生和GSH的大量消耗,从而促进铁死亡,并伴随着积累LPO和GPX4的下调。另一方面,增强的铁死亡反过来可以通过降低HSPs防御和降低ATP水平来缓**耐受,从而提高MPTT的*疗效果。

图1. MQNs的制备及其通过铁死亡提高MPTT的*疗效果示意图

图2. FN, FS, FQ, FP, FT和 FD MQNs的表征

图3. FN, FS, FQ, FP, FT和 FD MQNs的光热性质
DOI:10.1002/anie.202414879