作者： 来源： 阅读量： 发布时间：2023-10-14 10:48:57
以磁性氧化铁纳米颗粒（MIONs）为基础的MRI造影剂因其有较钆基造影剂更好的生物相容性而受到越来越多的关注。且新兴的超小MIONs（IO，< 5 nm）具有良好的T1 MRI性能，克服了钆基T1造影剂和MIONs基T2造影剂的缺点，有望在不久的将来进入临床。然而，目前基于IO的肿瘤微环境（TME）响应型MRI造影剂的肿瘤诊断性能和/或治疗效果相对较差，亟待解决。
为进一步提高TME响应型MRI造影剂的响应敏感性及其肿瘤铁死亡疗效，南方医科大学沈折玉教授在近期工作的基础上（Biomaterials 2023, 302, 122300; ACS Nano 2023, 17, 11492-11506; Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2209278; Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2213921; Adv. Sci. 2023, 10, 2205109; Nano Today 2022, 47, 101663; Small 2022, 18, 2202705; Nano Lett. 2021, 21, 9551-9559），与新加坡国立大学陈小元教授合作，提出了一种可应用于MRI引导肿瘤铁死亡治疗的与逻辑门策略。具体地，合成了一种可被TME中活性氧（ROS）氧化而由疏水性变为亲水性的聚合物PMEMA-CA，将其通过含有二硫键的linker接枝在装载有铁死亡治疗药物BQR的IO表面，从而制得一种具有与逻辑门功能的MRI造影剂SA-IO-BQR@PMEMA，并将其成功应用于MRI引导的肿瘤铁死亡治疗。该研究成果以“An AND Logic Gate for Magnetic Resonance Imaging-Guided Ferroptosis Therapy of Tumors”为题发表于国际著名顶级期刊Advanced Materials（影响因子29.4）。
如图1所示，所得的纳米药物SA-IO-BQR@PMEMA在正常组织中显示T2暗信号，当到达肿瘤组织后，其在肿瘤微环境中ROS和GSH的双重作用下（即AND逻辑门功能）解组装释放出IO，从而在肿瘤组织中显示出T1亮信号（即反对比度磁共振成像，CC-MRI）。随后，IO分解释放的Fe2+/3+和药物BQR分别基于芬顿反应和DHODH抑制共同促进肿瘤细胞的铁死亡。本研究制得的具有与逻辑门功能的MRI造影剂能够在肿瘤组织大量积累，从而实现肿瘤的高对比度MRI和高效铁死亡治疗。本工作提出的与逻辑门设计理念将会给相关研究带来新的思路，带来更多新颖的TME响应型纳米材料。
图1. 一种用于MRI引导的肿瘤铁死亡治疗的AND逻辑门机理。
南方医科大学生物医学工程学院硕士研究生范卿登为本文的第一作者，南方医科大学生物医学工程学院沈折玉教授和新加坡国立大学陈小元教授为本文的共同通讯作者。
这项工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金和广州市重点研发计划等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202305932
