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时空调控二茂铁基MOFs:光热“局部风暴”与“系统性免疫巡航”协同增效的卵巢癌精准治疗新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月17日 来源:Materials & Design 7.6
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为解决卵巢癌化疗耐药性强、免疫激活不足等临床难题,研究人员设计了一种新型锆-二茂铁金属有机框架(Zr-Fc-MOF@Glu),通过近红外(NIR)光控时空调节实现光热-免疫协同治疗。该纳米平台在激光照射下产生局部高温(63°C)诱导肿瘤凋亡,同时借助葡聚糖(Glu)免疫佐剂激活CD4+ /CD8+ T细胞,显著抑制肿瘤生长并建立系统性免疫记忆,为卵巢癌治疗提供创新方案。
卵巢癌被称为妇科肿瘤中的"沉默杀手",约70%患者确诊时已属晚期,五年生存率不足30%。传统化疗面临耐药性和全身毒性的双重困境,而免疫检查点抑制剂在卵巢癌中响应率仅10-15%。更棘手的是,肿瘤微环境(TME)的免疫抑制特性使得局部治疗难以触发系统性抗肿瘤免疫。这些临床痛点催生了对时空可控治疗新策略的迫切需求。
中国科学院的研究团队创新性地将二茂铁(ferrocene)的光热特性与金属有机框架(MOFs)的载药优势相结合,开发出葡聚糖修饰的锆-二茂铁MOF纳米平台(Zr-Fc-MOF@Glu)。该研究发表在《Materials》期刊,通过实验证明该体系能在近红外激光(980 nm, 0.5 W/cm2
)触发下产生精准的"局部热风暴"(47-63°C),同时借助葡聚糖的免疫佐剂效应激活"系统性免疫巡航",实现原发灶清除与远端抗肿瘤免疫的双重功效。
研究采用溶热法合成纳米颗粒,通过动态光散射(DLS)和电镜(SEM/TEM)表征其理化性质,利用傅里叶红外光谱(FT-IR)验证结构特征。体外实验采用CCK-8法和Live/Dead染色评估光热杀伤效果,γ-H2AX免疫荧光检测DNA损伤。体内实验建立皮下卵巢癌模型,通过红外热成像监测温度变化,流式细胞术和免疫组化分析免疫细胞浸润。
【2.1 Characteristics of Zr-Fc-MOF@Glu】
表征显示纳米颗粒呈层状结构(106 nm,-18.7 mV),元素映射证实Fe/Zr共存。光热测试显示浓度依赖性升温,0.5 W/cm2
激光照射3分钟可达63°C,且经4次循环仍保持稳定。FT-IR在1482 cm-1
和1000 cm-1
处出现二茂铁特征峰。
【2.2 Cellular uptake and cytotoxicity】
Cy5.5标记显示3小时内皮细胞高效摄取。MTT实验证实材料本身无显著毒性(>90%存活率),但联合激光照射后细胞死亡率达80%。γ-H2AX焦点增加证实光热引发DNA双链断裂。
【2.3 Anti-tumor effectiveness】
小鼠模型显示治疗组肿瘤完全消退,重量较对照组减少87%。免疫分析显示CD8+
T细胞浸润增加3.2倍,CD4+
T细胞增加2.7倍。HSP70表达未显著升高,排除热耐受干扰。
该研究开创性地将MOFs的时空控制特性与免疫巡航概念相结合:① 二茂铁骨架实现NIR-II窗口(980 nm)的高效光热转换;② 葡聚糖修饰解决MOFs肿瘤蓄积难题,通过巨噬细胞靶向递送;③ "热休克-免疫原性死亡"双通路激活,使"冷肿瘤"转化为"热肿瘤"。这种"局部精准打击+系统免疫动员"的策略,为克服卵巢癌免疫抑制微环境提供了新范式,其模块化设计思路更可拓展至其他恶性肿瘤治疗。器官毒性评估显示心、肺等重要组织无病理损伤,预示良好临床转化前景。
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