南京大学：揭示对抗恶性肿瘤的新方案

4月10日，南京大学宁兴海、徐郁蕊共同通讯在期刊《Science Advances》上在线发表题为“Cellular Trojan Horse initiates bimetallic Fe-Cu MOF-mediated synergistic cuproptosis and ferroptosis against malignancies”的研究论文，这项研究为恶性肿瘤中铜和铁稳态之间复杂的相互作用提供了深刻的见解，可能为癌症治疗的创新方法铺平道路。

研究背景

金属离子在维持细胞功能和整体生物体健康方面起着至关重要的作用，需要细胞内的精确平衡，以确保适当的生物功能并避免有害影响。铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)和镁(Mg)等金属离子的细胞水平不平衡可导致无数病理状况，其中癌症风险增加尤其值得注意。

研究表明，与正常细胞相比，癌细胞经常适应并提高其对金属离子的需求，以维持其过度活跃的代谢，从而使金属稳态成为癌症治疗有希望的靶标。破坏金属离子稳态可以产生一系列治疗益处。这种破坏可以直接引发癌细胞死亡，并有效地阻碍细胞存活过程。此外，这些破坏有可能克服癌细胞固有的耐药机制，从而提高癌症治疗的有效性。因此，金属离子稳态的探索是研究的一个关键方面，可以增强对恶性肿瘤的理解和开发创新的治疗策略。

研究发现

在这项研究中，研究人员介绍了一种多功能细胞特洛伊木马（称为MetaCell），旨在同时激活铜细胞分解和铁死亡。这种方法旨在规避耐药性，提高治疗效果，并最大限度地减少副作用。MetaCell由活的中性粒细胞组成，这些中性粒细胞包裹着双金属Fe-Cu金属有机框架（Lip@Fe-Cu-MOFs）的热敏脂质体配方。MetaCell的生成使用集成制造策略，从而产生具有独特特性的响应式治疗平台。Fe-Cu-MOFs是通过将铁和铜金属离子与有机配体结合以形成高度多孔的框架而合成的。与单金属对应物相比，这些双金属Fe-Cu-MOFs表现出优越的性能，包括增强的稳定性、更高的催化活性和增强的吸附能力。

为了进一步提高Fe-Cu-MOFs的有效性，它们被封装在热敏脂质体中，随后被活的中性粒细胞内化。这种仿生方法赋予MetaCell固有的中性粒细胞特性，提供一系列好处，如改善生物相容性、免疫系统逃避和靶向递送。MetaCell经过独特设计，可响应多次近红外（NIR）激光照射诱导的炎症刺激，促进肿瘤靶向释放。与正常组织相比，肿瘤组织中炎症水平的增强导致MetaCell的大量积累和Lip@Fe-Cu-MOF的释放，最终产生自扩增的肿瘤靶向效应。此外，故意将近红外激光刺激仅应用于肿瘤区域，而不是正常组织，会产生显著的炎症差异。这些差异有助于增强MetaCell向肿瘤部位的募集，从而增加肿瘤细胞内Lip@Fe-Cu-MOFs的含量。这种机制为MetaCell的潜在抗癌效率铺平了道路，利用了金属稳态和光热疗法（PTT）的协同作用。因此，MetaCell可以浸润和靶向癌细胞，从而提高癌症治疗的整体疗效。

研究结论

综上所述，这项研究为恶性肿瘤中铜和铁稳态之间复杂的相互作用提供了深刻的见解，可能为癌症治疗的创新方法铺平道路。