Adv. Sci. 2023：COF基材料用于肿瘤铁死亡和铁增强声动力疗法

背景

共价有机框架(COFs)在生物医学领域的应用越来越受到人们的关注。以COFs为基础的纳米增敏剂具有均匀的纳米级形态和肿瘤特异性疗效，然而，它们的合成仍然具有挑战性。在本研究中，以可控的方式合成了不同的COF纳米碗，并设计成具有肿瘤特异性声动力学活性的可激活纳米增敏剂。高结晶度保证了COF纳米碗的有序多孔结构，从而有效地装载了小分子声敏剂Rose Bengal (RB)。为了避免对正常组织的非特异性损伤，在负载RB的COFs上原位生长的氧化锰(MnOx)特异性地抑制了声敏化效应。与肿瘤过表达谷胱甘肽(GSH)反应后，“看门人”MnOx在超声照射下迅速分解，恢复COF纳米增敏剂的活性氧(ROS)生成能力。增加细胞内活性氧应激和谷胱甘肽消耗同时诱导铁死亡，以提高声动力功效。此外，非常规的碗状形态使纳米致敏剂增强了肿瘤的积聚和保留。肿瘤特异性声动力治疗与铁死亡相结合，在杀伤癌细胞和抑制肿瘤生长方面具有很高的疗效。

图文导读

(图1 可活化纳米增敏剂RCMP的制备及治疗应用示意图)

（图2 纯的和功能化的碳纳米碗的表征）

（图3 RCMP激活SDT的体外治疗效果增强。）

(图4 RCMP介导SDT的铁死亡机制)

（图5 RCMP介导的铁凋亡增强SDT的体内抗肿瘤效果）

全文总结

成功地合成了一种基于COF纳米碗的纳米敏化剂，它具有独特的纳米级形态和可激活的声动力活性。COF纳米碗具有高结晶度和丰富的孔隙度，可以有效地装载小分子声敏剂RB。通过对负载RB的COF纳米碗进行MnOx壳层改造，获得了可活化的纳米敏化剂。得益于GSH响应降解行为，MnOx可以作为可拆卸的“看门人”来阻断RCMP的声动力效应。肿瘤特异性纳米增敏剂在US照射下从“关”状态切换到“开”状态，在肿瘤部位发挥治疗效果，使gsh激活的声动力过程得以实现，同时诱导GPX4下调。体外实验显示RCMP联合US照射可破坏细胞内氧化还原止血，引起癌细胞铁死亡。这些协同作用增强了治疗效果。体内评估也证实了碗状的形态使得COF纳米增敏剂对肿瘤的积累和保留有特殊的增强作用。因此，RCMP在US照射下表现出抑制肿瘤生长的高效能。总的来说，本研究为非常规形态的COFs基纳米增敏剂的可控合成和开发铺平了道路，为实现可活化和增强铁致敏剂的SDT提供了新的策略，并扩展了纳米COFs的生物医学应用。

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202206009

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