銅穩態外排機制和腫瘤細胞內的高水平谷胱甘肽(GSH)會嚴重影響銅死亡的抗腫瘤治療效果。有鑒于此,南方醫科大學沈折玉教授、陳超敏教授和暨南大學于向榮教授設計了一種“火上澆油”的策略,即通過鐵死亡-銅死亡的自加速循環實現有效的抗腫瘤治療。
本文要點:
(1)與聚乙二醇(PEG)和葉酸(FA)相結合、負載雙硫侖(DSF)的中空介孔銅-鐵硫化物(HMCIS)納米粒子(即DSF@HMCIS-PEG-FA)可以在酸性腫瘤微環境(TME)中快速釋放DSF、H2S、Cu2+和Fe2+。研究發現,釋放的H2S可以提高腫瘤細胞內的過氧化氫(H2O2)水平和酸性,從而能夠加速芬頓(Fe2+)和類芬頓(Cu2+)反應,以產生強大的腫瘤鐵死亡效應。
(2)與此同時,釋放的DSF能夠充當“燃料”的角色,以通過可持續的芬頓化學(即“火上澆油”)增強腫瘤細胞內的催化效應(“火焰”)。嚴重的線粒體損傷和谷胱甘肽耗竭是腫瘤細胞發生鐵死亡的主要特征,它們會導致細胞內銅過量,以觸發銅死亡。銅死亡可通過釋放游離的Fe3+破壞線粒體,損害鐵-硫(Fe-S)蛋白,并增加細胞內的氧化應激。實驗結果表明,這些相互關聯的過程會形成鐵死亡-銅死亡自加速循環,進而能夠在癌細胞和荷瘤小鼠模型中表現出強大的抗腫瘤性能。
Lin Huang. et al. A strategy of “adding fuel to the flames” enables a self-accelerating cycle of ferroptosis-cuproptosis for potent antitumor therapy. Biomaterials. 2024
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961224002357