图1. 多层结构磁纳米颗粒放大氧化应激实现肿瘤化学动力学/磁热疗/免疫治疗的示意图。
磁纳米颗粒（MNPs）在肿瘤治疗中具有巨大的潜力，通过磁热治疗、化学动力学治疗以及免疫治疗等方式，它们有望为肿瘤患者提供更为有效的治疗方法。然而，临床实践中的表现却并不尽如人意。主要原因在于过氧化氢供应不足，以及肿瘤细胞内高表达的谷胱甘肽抑制和高密度肿瘤细胞外基质的阻碍。因此，四川大学聂宇研究员/金蓉蓉副研究员团队设计了一种二硫键（S-S）、树型L-精氨酸（R）和葡萄糖氧化酶（GOx）分层修饰的MNPs（MNPs-SS-R-GOx）。通过外层修饰的葡萄糖氧化酶催化葡萄糖产生大量的过氧化氢（H2O2），不仅能氧化中层的精氨酸生成NO，还能与MNPs发生芬顿反应产生羟基自由基（.OH），产生的NO和.OH进一步反应形成过氧亚硝基阴离子（ONOO-）。中层的二硫键能够消耗肿瘤细胞内高表达的谷胱甘肽，提升.OH和ONOO-在肿瘤细胞内的累积，放大氧化应激反应。重要的是，生成的ONOO-使基质金属蛋白酶-9（MMP-9）的表达增加了两倍，从而诱导肿瘤外基质降解，使MNPs能够更深入地渗透，并有利于CDT、MHT和免疫治疗。结果显示，MNPs-SS-R-GOx在体内表现出了91.7%的肿瘤抑制作用，显示出极高的治疗潜力，为肿瘤治疗提供了新的思路和方法。
图2. 多层结构磁纳米颗粒的合成及体内外效果评价。（a）具有多层结构磁纳米颗粒（MNPs-SS-R-GOx）的合成路线图；（b）4T1细胞内活性氧（ROS）荧光图及（c）荧光强度；（d）4T1细胞内谷胱甘肽（GSH）相对含量的测定；（e）4T1细胞内一氧化氮（NO）荧光图及（f）荧光强度；（g）小鼠磁热治疗的图片；（h）不同条件下治疗15天后的肿瘤解剖图。
作者简介：
该论文通讯作者为四川大学聂宇研究员，金蓉蓉副研究员。第一作者为四川大学胡傲、蒲艺瑶博士研究生。
聂宇研究员，博士研究生导师，德国洪堡学者，四川省学术和技术带头人。专注微纳仿生生物材料设计在基因递送、肿瘤治疗和组织再生方面的研究和开发应用。主持6项国家级科研项目及多项省部级、校企合作项目；在Advanced Materials, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Advanced Science 等期刊发表SCI论文80余篇，他引2200余次，H因子30，授权国内外发明专利21项，参与多部生物材料专著编写；创建“中-德科学家合作研究组”平台，组织4次中德生物材料高端论坛等。目前担任Pharmaceutical Nanotechnology副主编、Acta Pharmaceutica Sinica B 青年编委、Chinese Chemical letters青年编委、Asian Journal of Pharmaceutical Sciences青年编委，担任国家药品监督管理局医疗器械技术评审专家、中国专利审查技术专家、中国生物材料学会-智能仿生生物材料分委会委员、四川省生物医学工程学会理事、四川省药学会纳米药物专委会委员等。
金蓉蓉副研究员，硕士研究生导师。长期从事诊疗一体化磁共振探针的设计合成、生物安全性评价及临床转化应用，共发表SCI论文50余篇，文章他引次数1800余次，H因子23。授权国内外发明专利13项，参与3部生物材料专著编写。主持多项国家级、省部级及校企合作项目。
论文信息：
Ao Hu#, Yiyao Pu#, Na Xu, Huan Yang, Xueyi Hu, Ran Sun, Rongrong Jin*, Yu Nie*, Hierarchically decorated magnetic nanoparticles amplify the oxidative stress and promote the chemodynamic/magnetic hyperthermia/immune therapy. Acta Biomaterialia, 2023.
https://doi.org/10.1016/j.actbio.2023.11.023
本工作获得国家自然科学基金（No. 81873921和51903174），中-德科研合作研究项目（GZ1512），四川省国际科技创新合作项目（2023YFH0060），成都市科技计划（2020-GH02-00007-HZ）和四川省科技创新苗子工程培育项目（2022005）资助。