湖北医药学院基础医学院李童斐课题组利用肿瘤微环境响应的铁基金属有机框架（MOF）负载双氢青蒿素（DHA）构建了一种协同诱导铁死亡的纳米反应器（DHA@MIL-101）。DHA@MIL-101在肺癌微环境崩塌。一方面，释放的铁离子与DHA独有的过氧桥化学结构触发类芬顿反应。与此同时，DHA促进转铁蛋白受体表达及抑制谷胱甘肽过氧化物酶（GPX4）的效应进一步促进了该纳米反应器驱动的化学动力学及铁死亡效应，导致DNA及线粒体损伤发挥抗肿瘤疗效。相关成果“A nanoreactor boosts chemodynamic therapy and ferroptosis forsynergistic cancer therapy using molecular amplifier dihydroartemisinin”发表在纳米生物学领域国际知名杂志《Journal of Nanobiotechnology》（IF=10.435, DOI: 10.1186/s12951-022-01455-0）
图1：DHA@MIL-101纳米反应器的制备及其作用原理示意图
化学动力学治疗（CDT）基于其对肿瘤细胞的高选择性近年来被用于恶性肿瘤的治疗。然而，肿瘤局部H2O2及铁离子的不足极大地限制了CDT的应用。近几年，研究人员围绕CDT开展了大量工作推动了以CDT为核心的多模态、多策略协同发展。
受中药单体化合物双氢青蒿素（DHA）特有过氧桥化学结构的启发，作者构建了铁基金属框架，内载DHA。DHA@MIL-101不仅改善了DHA的水溶性，还增强了其对肿瘤组织的靶向富集。该反应器可在肺癌微环境崩塌，释放铁离子及DHA。铁离子能够与DHA发生类芬顿反应，产生大量ROS。同时DHA本身还可下调GPX4表达，且促进铁离子内流，从而诱导铁死亡，进一步放大CDT。这种协同增效的结果导致胞内DNA及线粒体损伤，破坏肿瘤细胞。本研究为中药单体化合物与MOF载体交叉融合抗肿瘤提供了一种可行手段。值得指出的是，由于肿瘤微环境中肿瘤细胞和间质细胞内基础铁离子含量的差异（肿瘤细胞远高于正常细胞），实现了DHA@MIL-101对恶性细胞的靶向细胞毒性，这也是该研究设计上的一大亮点。肿瘤微环境中的免疫细胞（基础铁离子水平较低）被纳米反应器摄取后通常诱导低强度的铁死亡，介导免疫调控作用，这为调控肿瘤免疫微环境提供了新的思路。
团队简介：湖北医药学院基础医学院李童斐为本文通讯作者，研究生杨晓鑫、徐祥为共同第一作者，得到湖北医药学院王梅芳教授、武汉大学陈效教授的帮助与指导。该工作受湖北医药学院人才启动金、湖北省自然科学基金等项目支持。
通讯作者简介：李童斐副教授，硕士生导师，湖北省高层次人才。主要研究方向：探索生物医用材料结合中药单体的胞内新靶标、分子作用机制及药效学研究等。目前以第一或通讯作者身份在Journal of Controlled Release、Biomaterials、Journal ofNanobiotechnology、Acta Biomaterialia等领域知名杂志先后发表论文13篇。
原文链接：
https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-022-01455-0
