化学动力学疗法(chemodynamic therapy, CDT)是利用过渡金属离子催化肿瘤部位过表达内源性过氧化氢转化为高毒性活性氧(reactive oxygen species, ROS)进行肿瘤治疗的策略，具有选择性高和毒副作用小等优点。然而，CDT效率往往受到以下几个方面的限制：1、肿瘤细胞对纳米材料的摄取效率有限；2、肿瘤内丰富谷胱甘肽(glutathione, GSH)对ROS的清除作用；3、芬顿/类芬顿反应速率较慢等。为了克服以上问题，吕永钢教授课题组构建了一种锰掺杂二氧化硅涂层的液态金属(liquid metal, LM)纳米平台用于增强的CDT和光热(photothermal therapy, PTT)联合治疗。该研究最近被Acta Biomaterialia (IF=9.4, JCR 1区)接收。
在此项研究中，首先利用超声破碎法制备LM纳米颗粒(nanoparticles, NPs)，并以此为核在其表面涂覆锰掺杂的介孔二氧化硅，硅的涂覆不仅提高了LM作为光热剂的稳定性，还为进一步的功能修饰提供了活性位点，最后在其表面接枝聚乙二醇以延长其血液循环时间。通过调节介孔硅框架中Si-O网络的交联密度，得到不同力学性能的NPs，与低刚度(178 ± 108 MPa) NPs相比，高刚度(955 ± 175 MPa) NPs具有更出色的细胞摄取效率和溶酶体逃逸能力。在NPs进入肿瘤细胞后会消耗内源性GSH，降低GSH介导的ROS清除作用，实现GSH耗竭增强CDT。此外，得益于LM优异的光热转化能力，肿瘤部位温度得以提升，加快了类芬顿反应速率，实现PTT增强CDT。最后，CDT/PTT联合治疗还可诱导免疫原性细胞死亡，并激活cGAS-STING通路，提升肿瘤免疫应答能力。本研究为增强的CDT和PTT联合肿瘤治疗提供了一种新的模式。
参考文献：
Wang S., Zou Y., Hu L. F., Lv Y. G.*, Manganese-doped liquid metal nanoplatforms for cellular uptake and glutathione depletion-enhanced photothermal and chemodynamic combination tumor therapy, Acta Biomaterialia, in press, 2024. (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1742706124006639)
