基于Salphen结构的Fe-N₂O₂@C材料用于声动力协同化学动力治疗肿瘤

摘要

目的 制备一种基于Salphen结构，具备高效仿过氧化物酶（peroxidase,POD）能力及声敏性的Fe-N₂O₂@C材料，用于声动力（SDT）协同化学动力（CDT）治疗肿瘤。方法 通过水热法合成Fe-N₂O₂，通过掺入科琴黑碳基底制备FeN₂O₂@C，并表征该材料的形貌、结构、成分、仿酶产活性氧（ROS）能力及声敏性。通过体外实验探索Fe-N₂O₂@C实现SDT协同CDT杀伤4T1小鼠乳腺癌细胞的能力与机制。通过构建皮下4T1荷瘤小鼠模型探索Fe-N₂O₂@C联合超声辐照杀伤肿瘤的能力。结果 Fe-N₂O₂@C与Fe-N₂O₂均为形貌不规则纳米球，平均粒径分别为25.9 nm及36.2 nm；经XRD、FTIR及XPS分析证实Fe-N₂O₂及Fe-N₂O₂@C具备M-N₂O₂配位的Salphen共价有机框架结构，且科琴黑负载对该结构无明显影响。相较于Fe-N₂O₂,Fe-N₂O₂@C具备高效的仿POD酶活性及声敏性，Km从19.32降低至5.82 mmol/L,vmax从2.51×10^-8提升至8.92×10^-8 mol/（L·s）。Fe-N₂O₂@C协同超声辐照可实现细胞内大量产生ROS进而导致线粒体膜电位明显下降，从而诱导TEM可观测的线粒体损伤并导致细胞凋亡和死亡。体内实验表明Fe-N₂O₂@C协同超声辐照可以有效地抑制4T1皮下荷瘤鼠模型瘤体生长，且不具备明显的体内毒性。结论 本实验制备了一种基于Salphen结构的Fe-N₂O₂@C材料，该材料生物相容性好，可联合超声辐照实现SDT协同CDT杀伤肿瘤细胞，抑制肿瘤生长，在多模态肿瘤治疗中具有良好的应用前景。

关键词

共价有机框架 / 肿瘤杀伤 / 仿酶制剂 / 化学动力治疗 / 声动力治疗

基金资助

国家自然科学基金项目（No.82202187）;; 四川省科技厅项目（No.2022YFH0111）资助