一种pH响应型聚碳酸酯纳米平台，通过肉桂醛前药增强的Fe3+介导的芬顿类反应实现协同化学动力学/化疗效果

化学动力疗法（CDT）通过Fenton或类似反应将肿瘤微环境中的过氧化氢转化为高细胞毒性羟基自由基，但存在H2O2水平不足和GSH过度中和两大限制。本研究开发基于混合微球的纳米平台，通过pH响应释放肉桂醛（CA）提升H2O2浓度，同时铁离子（Fe3+）与GSH结合转化为Fe2+触发Fenton反应增强ROS生成，并协同化疗药物阿霉素（DOX）的pH响应释放实现DNA损伤诱导细胞凋亡，显著提高肿瘤细胞清除效率。

　　

摘要

化学动力学疗法（CDT）是一种创新的癌症治疗策略，它利用芬顿反应或类似芬顿的反应将肿瘤微环境（TME）中的过氧化氢（H₂O₂）转化为具有高细胞毒性的羟基自由基（•OH）。然而，CDT对肿瘤细胞的治疗效果受到两个主要限制的制约：1）TME中过氧化氢（H₂O₂的水平不足，这限制了羟基自由基（•OH）的生成；2）TME中还原型谷胱甘肽（GSH）的浓度升高，会中和过多的活性氧（ROS）。为了解决这些问题，本研究开发了一种基于混合胶束的纳米平台，该平台由两种不同的聚碳酸酯材料组成。其中一种聚碳酸酯通过侧链与肉桂醛（CA）结合，形成一种聚合物前药，从而实现pH响应性的CA释放；另一种聚碳酸酯通过侧链上的羧基与Fe³⁺螯合，以引发类似芬顿的反应。在酸性的肿瘤微环境中，混合胶束释放出肉桂醛（CA），从而提高细胞内的过氧化氢（H₂O₂）水平，克服了肿瘤细胞中过氧化氢供应不足的局限。同时，胶束内的Fe³⁺复合物将GSH还原为Fe²⁺，触发类似芬顿的反应，进一步增加ROS的产生，从而增强CDT的效果。此外，在酸性肿瘤微环境中，pH值的变化会促使胶束解体，释放出封装的多柔比星（DOX），通过损伤DNA诱导肿瘤细胞凋亡，进一步增强抗肿瘤治疗效果。本研究开发的纳米载体整合了“提高过氧化氢水平”和“类似芬顿的反应”与化疗的协同策略，显著提高了肿瘤细胞的清除率，并显示出巨大的癌症治疗潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。