Nano Lett. 一种智能细胞衍生的纳米机器人——声动力疗法/铜死亡协同促进癌症治疗

由于其独特的细胞死亡机制，杯状细胞死亡的最新进展为推进声动力疗法（SDT）的治疗方法的发展提供了启示。在此，该研究精心开发了一种智能细胞衍生的纳米机器人（SonoCu），由巨噬细胞膜伪装的纳米载体包裹铜掺杂的ZIF-8、全氟碳和声敏剂Ce6组成，用于协同触发杯状细胞增殖的SDT。 SonoCu不仅通过细胞膜伪装改善了肿瘤的积累和癌细胞的摄取，而且对超声刺激作出反应，增强了肿瘤内的血流和氧气供应，从而克服了治疗障碍，激活了声动力学的杯突效应。重要的是，SDT的有效性可以通过多种机制进一步放大，包括活性氧积累、蛋白质毒性应激和代谢调节，这些机制协同促进了癌细胞死亡。特别是，SonoCu对癌细胞而非健康细胞表现出超声反应性的细胞毒性，使其具有良好的生物安全性。因此，首次提出了SDT和铜死亡的抗癌组合，这可能启发了追求合理的多模式治疗策略的研究。

最终评估SonoCu在4T1正位小鼠模型中的抗肿瘤效果。在治疗20天后，SonoCu和超声波的组合几乎可以消融肿瘤，表明其具有良好的抗肿瘤效率。此外，在20天的治疗过程中，各组小鼠体重没有明显变化，说明SonoCu的生物安全性良好。此外，还对各组的肿瘤组织进行了H&E以及TUNEL染色。与其他组相比，在SonoCu的超声照射处理后，观察到大面积的肿瘤细胞缓解，在肿瘤组织中产生了更高的凋亡和坏死水平。这些数据表明，SonoCu提供了一个理想的抗肿瘤结果。

为了进一步研究SonoCu的抗肿瘤机制，首先测量了肿瘤组织中的GSH水平。与其他组相比，SonoCu加US组的肿瘤内GSH被明显耗尽，这表明联合治疗可以极大地促进超声杯状细胞死亡。此外，还鉴定了肿瘤组织中的ROS水平。SonoCu与超声照射的联合治疗可以显著提升肿瘤组织中的ROS水平，这主要归因于SDT和杯突效应的协同作用。此外，通过实时PCR评估了SonoCu处理的肿瘤组织中FDX1和LIAS的水平。与对照组相比，SonoCu加超声组的DLAT水平明显升高，而SonoCu加超声组的LIAS和FDX1的水平则明显下降，这表明杯状细胞凋亡的抗肿瘤作用。同时，还评估了SonoCu的生物相容性。与生理盐水组相比，治疗后没有观察到主要组织的明显病理损伤、正常细胞的破裂和炎症。这些数据表明，使用杯突与供氧的SDT相结合，提供了一种具有良好生物相容性的常规肿瘤治疗。

转自：“NANO学术”微信公众号

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