抗体功能化铁基纳米平台通过铁死亡增强HER2阳性乳腺癌靶向治疗的机制研究

针对HER2阳性乳腺癌存在肿瘤异质性和曲妥珠单抗耐药等临床难题，空军医学中心研究团队构建了响应肿瘤微环境的Fe-MOF@Erastin@Herceptin（FEH）纳米平台。该平台通过抗体靶向递送铁离子和Erastin，协同抑制SLC7A11/GPX4通路并触发Fenton反应，显著增强铁死亡效应。研究证实FEH可降低GSH/GSSG比值至0.41倍，提升MDA含量至1.94 μmol/mg，在体内外实验中均展现显著抗肿瘤效果，为克服HER2靶向治疗耐药提供了新策略。

　　

HER2阳性乳腺癌作为侵袭性强、预后差的亚型，临床治疗面临肿瘤异质性和信号通路异常导致的曲妥珠单抗耐药等挑战。传统治疗策略难以有效解决这些问题，亟需开发创新性治疗方法。空军医学中心的研究团队设计了一种基于铁死亡（Ferroptosis）增强效应的靶向纳米平台，相关成果发表在《Bioactive Materials》上。

铁死亡是一种铁依赖性程序性细胞死亡方式，其核心机制涉及脂质过氧化和谷胱甘肽（GSH）代谢紊乱。研究显示，HER2阳性乳腺癌中异常激活的PI3K-AKT-mTOR通路可通过调节脂质合成和抗氧化能力影响铁死亡敏感性。然而，铁死亡诱导剂如Erastin存在水溶性差、系统毒性等问题，而铁基纳米材料虽能通过Fenton反应产生活性氧（ROS），但缺乏肿瘤靶向性。这些瓶颈严重限制了铁死亡疗法的临床应用。

为解决上述问题，研究人员构建了抗体功能化的Fe-MOF@Erastin@Herceptin（FEH）纳米平台。该研究采用水热法制备介孔Fe-MOF载体，通过物理吸附负载Erastin，并利用酰胺反应偶联曲妥珠单抗（Trastuzumab）。关键技术包括：1）材料表征（SEM/TEM/XPS等）；2）体外细胞实验（SK-BR-3和L929细胞模型）；3）体内疗效评估（BT474移植瘤和肺转移模型）；4）分子机制研究（Western blot检测GPX4/SLC7A11/ACSL4）；5）转录组测序（RNA-seq）分析差异基因。

2.1 纳米平台构建与表征
通过SEM/TEM证实FEH呈180 nm规则八面体结构，元素映射显示Fe均匀分布而S/P/N富集表面，证实抗体成功修饰。酸响应实验显示pH 5.5时48小时Erastin释放率达59.85%，显著高于中性环境（22%）。TMB实验证实Fe-MOF在H₂O₂存在下可催化产生·OH。

2.2 靶向性与细胞毒性
RhB标记实验显示FHR在HER2+的SK-BR-3细胞摄取量较L929提高3倍。CCK-8检测表明FEH使细胞活力降至42%（Fer-1干预后回升），Calcein-AM/PI染色显示显著死亡信号。GSH/GSSG比值降至对照组的0.41倍，FerroOrange探针检测到Fe²⁺积累。

2.3 铁死亡机制验证
FEH处理使H₂O₂消耗量增加2.1倍，流式检测ROS水平升高4.3倍，MDA含量达1.94 μmol/mg。JC-1染色显示线粒体膜电位崩溃，TEM观察到线粒体嵴消失。Western blot显示GPX4和SLC7A11蛋白下调，ACSL4上调。RNA-seq发现GDF15/HMGCS2等促氧化基因上调，MGAT3/E2F7等下调。

2.5 体内抗肿瘤效果
BT474移植瘤模型中，FEH组肿瘤抑制率达65%（FH组45%），肿瘤重量减少58%。免疫荧光显示GPX4/SLC7A11表达下调，TUNEL阳性率提高3倍。肺转移模型证实FEH使转移结节数从8±8降至2±2。

结论与意义
该研究创新性地将抗体靶向与铁死亡疗法结合，通过多机制协同：1）曲妥珠单抗增强肿瘤蓄积；2）Erastin抑制system X_C^?通路；3）Fe³⁺/Fe²⁺循环催化Fenton反应。FEH有效解决了铁死亡诱导剂的靶向递送难题，为克服HER2阳性乳腺癌耐药提供了可转化的纳米治疗策略。研究还首次发现FEH可激活HMGB1核转位和CRT暴露，提示其具有免疫调节潜力，为后续联合免疫治疗奠定基础。