双金属过氧化物纳米复合材料驱动的氧化还原稳态失衡，激活顺序性的铜死亡（Cuproptosis）和热死亡（Pyroptosis），从而增强肿瘤免疫疗法的效果

《Advanced Science》：Bimetallic Peroxide Nanocomposites-Driven Redox Dyshomeostasis to Activate Sequential Cuproptosis and Pyroptosis for Amplified Tumor Immunotherapy

双金属过氧化物纳米复合材料MgO?-CuO?@HA通过协同Fenton-like反应和金属离子介导的细胞死亡途径（cупроptosis和pyroptosis），诱导免疫原性细胞死亡，释放损伤相关分子模式激活抗肿瘤免疫应答，同时释放的Mg2?增强CD8? T细胞功能。

　　
本研究针对传统肿瘤治疗手段的局限性，创新性地开发了基于双金属过氧化物的纳米复合材料（MgO?-CuO?@HA），通过协同作用实现肿瘤细胞死亡与免疫激活的双重效应。该材料在酸性肿瘤微环境中响应性释放活性金属离子和过氧化氢，引发多途径细胞死亡并激活免疫应答，为肿瘤免疫治疗提供了新策略。

**材料设计与制备**
研究团队采用微乳法成功制备了具有片状结构的MgO?纳米片（直径约150纳米），并通过共价键结合CuO?纳米dots（粒径约5纳米）。通过引入透明质酸（HA）作为表面修饰剂，显著提升了材料的肿瘤靶向能力。TEM图像显示，纳米复合物具有均匀的层状-点状结构，XPS分析证实Mg、Cu、O和C元素的存在，其中Cu2?与Mg2?比例优化为1:3时材料性能最佳。

**作用机制解析**
1. **pH响应性释放**
材料在肿瘤微环境（pH≈5.5）中快速分解，释放Mg2?、Cu2?和H?O?。XPS光谱显示，Cu2?在酸性条件下被还原为Cu?，而Mg2?通过结合LFA-1受体增强CD8? T细胞激活。
2. **多途径细胞死亡**
- **Cuproptosis**：Cu?介导二氢脂酰辅酶A转移酶（DLAT）聚合，破坏铁硫蛋白复合物，导致线粒体功能障碍。
- **Pyroptosis**：Fenton反应产生的羟基自由基（•OH）激活 caspase-1/GSDMD通路，引发炎症小体活化，释放IL-1β等促炎因子。
- **免疫原性细胞死亡（ICD）**：通过释放HMGB1、CRT和ATP等损伤相关分子模式（DAMPs），激活树突状细胞（DCs），促进抗原呈递与适应性免疫应答。
3. **免疫协同效应**
释放的Mg2?与LFA-1结合，增强T细胞粘附与信号传导；同时诱导的IL-6、TNF-α和IFN-γ等细胞因子形成免疫记忆，抑制肿瘤转移。

**实验验证与性能评估**
1. **体外表征**
- **理化性质**：纳米复合物水合尺寸稳定（约150纳米），zeta电位-15.86 mV（修饰后），热重分析显示HA包覆率16.8%。
- **催化活性**：在pH=5.5时，H?O?分解速率达对照组3.2倍，•OH生成量提升5倍，且Cu2?与Mg2?协同催化效率最优。
2. **细胞毒性实验**
4T1细胞经200 μg/mL MgO?-CuO?@HA处理24小时后，细胞存活率降至41.03%，显著高于单一金属过氧化物组（MgO?@HA组31.86%，CuO?@HA组28.19%）。
3. **体内治疗实验**
- **肿瘤抑制**：接种4T1肿瘤的BALB/c小鼠经静脉注射后，14天肿瘤体积抑制率达88%，存活率保持80%以上。
- **器官毒性**：血液生化检测显示肝肾功能指标（ALT、AST、BUN、Cr）均无异常波动，证实材料生物安全性。
- **免疫激活**：脾脏和淋巴结中成熟DCs比例提升3.2-5.3倍，血清IL-6、TNF-α水平分别增加4.6和4.8倍，CD8? T细胞浸润量达对照组的5.3倍。

**创新性与应用前景**
1. **多模态治疗优势**
首次实现金属过氧化物在肿瘤微环境中的协同释放：
- Cu2?催化H?O?分解产生•OH（Fenton反应）
- Mg2?激活T细胞粘附分子LFA-1
- •OH和Cu?双重诱导细胞死亡
2. **靶向递送系统**
HA修饰使纳米颗粒在肿瘤组织中的富集度达8.16% ID/g，且循环半衰期延长至5.2小时，为持续治疗提供保障。
3. **临床转化潜力**
研究表明该材料可有效诱导免疫原性细胞死亡，同时通过增强CD8? T细胞功能抑制肿瘤转移。动物实验中未观察到心脏、肝脏等主要器官的病理损伤，支持临床转化。

**挑战与改进方向**
尽管该材料展现出显著的治疗效果，仍需解决以下问题：
1. **长期安全性**：需进一步评估纳米颗粒在体内代谢周期及潜在蓄积风险。
2. **免疫调节平衡**：过度激活炎症反应可能引发全身性炎症，需优化剂量与释放动力学。
3. **规模化生产**：当前合成方法依赖实验室精密控制，需开发连续化生产工艺以适应临床需求。

本研究为金属过氧化物在肿瘤免疫治疗中的应用提供了重要理论依据，其多靶点作用机制和良好生物相容性，可能成为下一代肿瘤治疗剂的研发方向。后续研究可结合体内多组学分析，深入探索材料与肿瘤免疫微环境的互作机制，推动其向临床转化。