肿瘤微环境激活的Ni&Ce共掺杂介孔纳米平台通过光热增强ROS风暴实现精准胶质瘤靶向治疗

推荐：针对胶质瘤治疗中活性氧(ROS)催化效率低和传统疗法局限性，福建医科大学附属省立医院团队开发了RGD修饰的NiCe@IG介孔纳米平台。该平台在弱酸性肿瘤微环境(TME)中触发释放Ni2+/Ce4+和ICG，通过808 nm激光照射产生协同光热治疗(PTT)和化学动力学治疗(CDT)，显著提升•OH生成效率达3.15倍，实现肿瘤特异性NIR-II荧光成像和54.5℃局部高温，最终使体内肿瘤完全消退。这项研究为恶性胶质瘤的精准诊疗提供了新策略。

　　

胶质母细胞瘤(GBM)作为最具侵袭性的脑癌类型，患者中位生存期仅12-18个月，传统疗法面临巨大挑战。肿瘤微环境(TME)的特殊性——低pH值(可低至3.4)、高H₂O₂浓度和缺氧状态，既构成治疗障碍又蕴含独特机遇。化学动力学治疗(CDT)虽能利用金属离子催化H₂O₂产生杀伤性•OH，但受限于TME中H₂O₂浓度不足；光热治疗(PTT)虽精准却存在过热损伤风险。如何整合两种疗法优势，同时实现精准成像引导，成为突破胶质瘤治疗瓶颈的关键。

福建医科大学附属省立医院神经外科团队在《Materials》发表的研究中，创新性地构建了镍铈共掺杂(NiCe)介孔纳米平台。通过简单水热法合成具有粗糙表面的20-80 nm球形颗粒，负载吲哚菁绿(ICG)后表面修饰环状RGDfK肽(RGD)，最终获得能响应弱酸环境、兼具靶向识别与多模治疗的智能纳米系统。研究采用透射电镜(TEM)表征材料形貌，Brunauer-Emmett-Teller(BET)分析证实其256.55 m²/g的高比表面积；通过3,3,5,5-四甲基联苯胺(TMB)显色和电子顺磁共振(EPR)验证多离子协同催化效应；借助NIR-II荧光成像和红外热像仪分别追踪体内分布与光热转化；最后通过H&E染色、TUNEL检测和流式细胞术评估治疗效果。

工程与表征NiCe@IG

通过调控乌洛托品反应时间(5-30 min)，获得尺寸可调的介孔纳米球，20 min样品呈现最佳表面粗糙度。HRTEM显示非晶态结构中CeO₂纳米簇(5-10 nm)与NiO微管(5 μm)的独特复合，形成6.23 nm介孔通道。RGD修饰使表面电位显著提升，负载率达17.22 wt%，体外稳定性超过7天。

溶液中的ROS与光热效应

pH 6.5环境下36 h内纳米球崩解为10 nm碎片，ICG释放伴随NIR-II荧光增强。与游离ICG相比，纳米包裹使光稳定性提升70.4%。TMB检测显示NiCe@IG+H₂O₂组在9 min内•OH产量达对照组的3.15倍，EPR证实Ni²⁺/Ce⁴⁺协同催化优势。808 nm激光照射下实现52.73%的光热转换效率，5 min内升温24.5℃。

细胞识别与杀伤机制

CLSM显示RGD修饰使G422细胞摄取量提升2.5倍。JC-1染色揭示线粒体膜电位显著下降，流式检测显示激光照射组凋亡率增加2.1倍。BBB穿透实验证实RGD促进5倍跨内皮转运，为脑部递送奠定基础。

体内靶向与热疗

NIR-II成像显示6 h时肿瘤/背景比达8.9倍，显著优于游离ICG。ICP-OES证实肿瘤区Ni²⁺富集，808 nm照射5 min使肿瘤局部升温至55.5℃。

协同抑瘤效果

NiCe@IG+L组15天内实现完全缓解，生存期延长至7周。H&E显示广泛坏死，TUNEL阳性率提升，Ki67证实增殖抑制。血常规与生化指标未见异常，20天内95%纳米材料通过肝肾清除。

该研究突破性地将TME响应、多离子催化与NIR-II成像整合于单一平台。NiCe@IG通过EPR效应和α_vβ₃靶向实现精准蓄积，弱酸触发离子释放协同ICG光热效应，使•OH产率提升3倍以上。尤其值得注意的是，不同于传统PTT的单纯热消融，该平台通过Arrhenius效应增强CDT，在42-55℃温和升温区间即可实现显著疗效，避免过热损伤。临床转化方面，材料具备良好的批次稳定性(ICG载量变异<5%)和长期安全性，为后续GBM的精准诊疗提供了可扩展的技术路线。未来通过优化激光穿透深度和载药效率，该策略有望延伸至原位胶质瘤治疗领域。