综述:铜-半胱胺纳米颗粒在癌症治疗中的系统评价

《Cell Biology and Toxicology》:Copper-cysteamine nanoparticles in cancer treatment: a systematic review

【字体: 时间:2025年11月28日 来源:Cell Biology and Toxicology 5.9

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  铜-半胱胺纳米颗粒(Cu-Cy NPs)可响应X射线/紫外/微波/超声产生活性氧(ROS),兼具光敏(PDT)、放射(X-PDT)及声敏(SDT)三重增敏作用,临床前研究证实其抑瘤效果显著且毒性低,为深部肿瘤多模态治疗提供新思路。

  
纳米“铜”将:多能量开关引爆肿瘤战场
一、材料登场:铜-半胱胺纳米颗粒(Cu-Cy NPs)的独特名片
粒径50–100 nm,水中透亮;紫外365 nm或90 kV X-ray一照,立刻发射橙红荧光(607/633 nm),像自带信号弹的小卫星。表面PEG化后逃过网状内皮系统(RES)追捕,循环时间拉长,肿瘤组织透过EPR效应富集,为后续“点火”埋下伏笔。
二、多模态点火机制:一条纳米颗粒,四种引爆方式
  1. X-PDT路线:X射线→Cu-Cy激发→TypeⅠ电子转移产超氧阴离子(O)+ TypeⅡ能量转移产单线态氧(O),双通道ROS输出,DNA双链断裂标志γH2AX显著升高。
  2. UV-PDT路线:365 nm紫外同样触发TypeⅡ为主,单线态氧被DABCO捕获实验证实;伴随铜离子释放,Fenton-like反应bonus:Cu + HO→•OH,速率比Cu快22倍。
  3. MW动态治疗:2450 MHz微波热效应降低肿瘤pH,加速Fenton化学;同时升温破坏线粒体膜电位(MMP),诱导铁死亡(GPX4下调、LPO/MDA升高)。
  4. SDT声敏路线:0.5–1 MHz超声空化→微射流+局部高温→Cu-Cy表面电子崩解,ROS风暴撕碎细胞膜,60秒即可观察到 annexin V阳性凋亡。
三、细胞层面战果:十八般武艺样样精通
  • 结直肠癌SW620:X-ray 3 Gy + Cu-Cy 50 mg/L,BAX/Bcl-2比例↑,LC3B-II↑,电镜下双层自噬体清晰可见。
  • 黑色素瘤B16F10:96 nm颗粒耐药,换40 nm后IC50降4倍,提示“越小越毒”。
  • 乳腺癌4T1:Cu-Cy-I(碘化升级版)+ X-ray,γH2AX灶点翻倍,小鼠生存期延长40天。
  • 肝癌HepG2:联合碘化钾(KI)UV-PDT,TP53↑、Survivin↓,Caspase-3/9剪切带显著,效果媲美5-FU。
四、动物战场:从皮下到原位,全面开花
  • 兔VX2肝鳞癌:原位注射Cu-Cy 3 mL(1 mg/mL) + 2 Gy X-ray,7天可见大片坏死,Ki-67↓、E-cadherin↑,提示侵袭性受抑。
  • 小鼠4T1乳癌:800 nm Cu-Cy-I 5 Gy分次照射,肿瘤完全消退率60%,无显著肝肾毒性。
  • 人子宫内膜癌Ishikawa:Cu-Cy + DSF(双硫仑)联用,切断NF-κB(p65)核转位,微血管密度↓,且DSF单独肾毒被Cu-Cy“稀释”,体现减毒增效。
五、免疫助攻:把“冷”肿瘤烧“热”
X-PDT后脾脏CD4/CD8 T细胞↑,瘤内树突状细胞(DC)成熟、NK细胞浸润↑,M2型免疫抑制巨噬细胞↓,Cu-Cy不仅直接炸瘤,还帮忙把刹车片松开,让机体T细胞踩油门。
六、挑战与展望:走向临床前的最后一公里
  • 标准化缺位:18篇体外研究用9种刺激、18种细胞模型,剂量与评价终点各异,呼唤统一Protocol。
  • 能量窗口:90 kVp低能X-ray抑瘤优于250 kVp,但临床直线加速器多为6 MV,需验证高能量段效率。
  • 铜毒与清除:目前小鼠未见ALT/AST↑,然铜离子长期沉积、脑与心脏潜在氧化隐患需大动物长周期数据。
  • 个体化配方:肿瘤微环境pH、HO水平差异大,可开发“可激活”外壳或共载免疫抑制剂,实现精准-可调控-可追踪的三联一体。
结语
Cu-Cy NPs像一枚多插头“能量转换器”,把深部可用的X-ray、微波、超声统统变成ROS炮弹;又似特洛伊木马,借铜离子与Fenton化学在酸性战场里自爆。临床前证据已描绘出“低毒、广谱、可协同免疫”的诱人轮廓,只要跨过量产、剂量与规范三座大山,这把纳米“铜”将有望点亮深部肿瘤治疗的新火炬。
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