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声动力治疗（SDT）面临催化活性低等问题，金属 - 有机框架（MOFs）作声敏剂也存在不足。研究人员构建 Z 型 MOF-on-MOF 异质结 GaMOF/TiMOF（GM/TM）用于线粒体靶向 SDT。结果显示其显著增强 ROS 生成和抗肿瘤效果，为 SDT 发展提供参考。
在肿瘤治疗的领域中，声动力治疗（SDT）就像是一颗冉冉升起的新星，它利用超声波照射激活肿瘤组织内的声敏剂，产生具有细胞毒性的活性氧（ROS），进而诱导肿瘤细胞凋亡。这种治疗方式凭借着非侵入性和深层组织穿透性等优势，吸引了众多科研人员的目光，展现出巨大的治疗潜力。然而，理想很丰满，现实却很骨感。SDT 在实际应用中遭遇了诸多挑战，比如其催化活性较低，而且仅依赖单一的凋亡途径，这使得肿瘤细胞很容易产生耐药性，大大限制了 SDT 的治疗效果。
与此同时，金属 - 有机框架（MOFs）作为一类由金属离子或簇与有机配体配位而成的多孔材料，凭借其结构多样性和可调节的催化活性，在生物医学领域崭露头角，尤其是在 SDT 中，它们既可以作为高效的声敏剂，也能充当药物载体，为提升治疗效果带来了新的希望。但 MOFs 也并非十全十美，它存在电子 - 空穴对（e?/h?）分离效率较低、电子传输能力差以及靶向能力有限等问题，这些缺陷严重阻碍了其在 SDT 中的实际应用效果。
为了突破这些困境，推动肿瘤治疗技术的发展，研究人员开展了一项极具意义的研究。他们构建了一种基于 MOF-on-MOF 结构的 Z 型异质结构 GaMOF/TiMOF（GM/TM），并将其应用于线粒体靶向的 SDT。这项研究成果发表在《Acta Biomaterialia》上，为肿瘤治疗开辟了新的方向。
研究人员在开展此项研究时，运用了多种关键技术方法。首先，通过粉末 X 射线衍射（PXRD）对合成材料进行物相分析，以此确定材料的晶体结构。在合成 GM/TM 时，采用了溶剂热反应法，在具有良好生物相容性的 TiMOF 表面原位生长 GaMOF，构建出所需的异质结构。此外，还进行了体外和体内实验，评估 GM/TM 在声动力治疗中的抗肿瘤效果。
下面来详细看看这项研究的结果：
- 合成与表征 GM/TM：研究人员选择 TiMOF 作为宿主 MOF，利用溶剂热反应在其表面原位生长 GaMOF，成功构建了 GM/TM 复合纳米平台。通过对合成过程的研究，如以盐酸（HCl）作为调节剂探究 GaMOF 的生长过程，为后续优化合成工艺提供了依据。
- 线粒体靶向与功能影响：GM/TM 表面的 Ga3?能够与肿瘤细胞线粒体富含磷脂的膜通过 Ga - O - P 键相互作用，实现高效的线粒体靶向和积累。这不仅改变了线粒体膜的性质，破坏了膜电位（ΔΨm）和结构稳定性，还导致线粒体铁稳态失衡，进而诱导线粒体铁死亡。
- 增强 ROS 生成与抗肿瘤效果：GM/TM 的 Z 型异质结在超声照射下，有效促进了电荷转移，防止 e?/h?快速复合，维持了较高的氧化还原电位，显著增强了 NH? - MIL - 125（TiMOF）声敏剂的声催化活性，使得 ROS 生成量大幅增加。在体外和体内实验中，GM/TM 都展现出了高效的抗肿瘤效果，通过诱导多种程序性细胞死亡途径，有力地抑制了肿瘤生长。
研究结论表明，GM/TM 这种基于 MOF-on-MOF 结构的线粒体靶向声敏剂，通过构建 Z 型异质结构，实现了有效的载流子分离，极大地增强了超声照射下 ROS 的生成。同时，Ga3?与磷脂的配位作用使其能够精准地靶向并积累在肿瘤细胞的线粒体中，引发线粒体相关的铁死亡。这种多机制协同作用，显著提升了声动力治疗的抗肿瘤效果。
从更广泛的意义来看，这项研究为高效安全的声敏剂修饰提供了新策略，开创了创新的线粒体靶向治疗方法。它打破了传统单模式治疗的局限，为非侵入性抗肿瘤治疗的临床转化提供了重要的理论依据和实践参考，有望在未来的肿瘤治疗领域发挥巨大的作用，为众多癌症患者带来新的希望。
