基于双响应黑磷纳米片的三阴性乳腺癌精准铜死亡诱导策略研究

针对三阴性乳腺癌(TNBC)治疗难题，研究人员开发了基于黑磷纳米片(BPNs@Cu@PDA, BCP)的双响应铜死亡诱导剂，通过酸性/光热响应释放Cu+/2+ ，增强Cu+ 负载能力并触发Fenton样反应产生·OH，同时抑制Fe-S簇生成和琥珀酰化蛋白聚集，实现肿瘤体积减少90%的高效抑制，为TNBC临床治疗提供新思路。

　　

论文解读
三阴性乳腺癌(TNBC)作为乳腺癌中最具侵袭性的亚型，因其缺乏雌激素受体、孕激素受体和HER2表达，导致传统靶向治疗失效，临床预后极差。尽管手术、化疗和放疗等手段不断进步，但肿瘤异质性和治疗耐药性仍是难以逾越的障碍。2022年，Peter Tsvetkov团队发现的铜死亡(cuproptosis)——一种由铜离子依赖性蛋白聚集引发的新型细胞死亡方式，为TNBC治疗带来曙光。中山大学附属医院团队通过生物信息学分析首次揭示：铜死亡相关基因(CRGs)如DLAT、PDHA1的表达与TNBC患者预后显著相关，这为开发铜死亡诱导疗法提供了理论依据。然而，如何实现肿瘤区域铜离子的精准可控释放，同时解决Cu⁺
负载率低、抗氧化保护不足等技术瓶颈，成为转化研究的核心挑战。

研究团队创新性地构建了基于黑磷二维纳米片(BPNs)的双响应铜死亡诱导剂BCP。该平台通过BPNs与Cu²⁺
的固有表面氧化还原反应大幅提升Cu⁺
负载比例，并利用聚多巴胺(PDA)修饰实现pH/光热双重响应释放。关键技术包括：TCGA数据库的CRGs预后分析、液相超声剥离法制备BPNs、X射线光电子能谱(XPS)验证Cu⁺
价态、ICP-MS检测离子释放、RNA测序解析分子机制等。

2.1 临床数据库分析
通过对TCGA数据库的挖掘，发现DLAT、PDHA1等CRGs在TNBC组织中异常表达，且与患者生存率显著相关。单变量Cox回归显示DLAT高表达(HR=1.83)预示不良预后，而PDHB具有保护作用(HR=0.56)，这为铜死亡靶向治疗提供了临床依据。

2.2 BCP制备与表征
BPNs通过超声剥离法制备，直径约200nm，厚度4nm。XPS证实Cu⁺
特征峰(952.2eV)显著，表明BPNs将62.5%的Cu²⁺
还原为Cu⁺
。PDA涂层使zeta电位从-12mV降至-26mV，确保生理稳定性。

2.3 双响应与ROS生成
BCP在808nm激光(1W/cm²
)下升温至50°C，光热转换效率达39.3%。酸性(pH6.5)+激光条件下Cu⁺
释放量是中性条件的8倍，催化产生的·OH使TMB吸光度(652nm)提升4.2倍。流式细胞术显示该组ROS阳性细胞占比达81.3%。

2.4 体外抗肿瘤机制
RNA-seq揭示BCP+激光组显著调控线粒体自噬、碳代谢等通路。Western blot显示DLAT蛋白寡聚化增加3.5倍，PDHA1表达下降67%。流式检测早期/晚期凋亡率达82.4%，证实铜死亡与凋亡协同作用。

2.5 体内疗效与安全性
4T1移植瘤模型中，BCP+激光组肿瘤抑制率89%，Ki67阳性率降低90%。H&E染色显示主要脏器无病理损伤，LD₅₀
达809mg/kg，远高于治疗剂量(5mg/kg)。

这项研究开创性地将二维材料特性与铜死亡机制相结合，解决了Cu⁺
递送与可控释放的关键科学问题。BCP的"OFF-ON"转换特性实现了肿瘤特异性铜死亡诱导，其90%的抑瘤效果远超现有纳米催化疗法。尤为重要的是，该策略避免了传统铜制剂系统性毒性，为TNBC精准治疗提供了全新范式，被Materials Today Bio评为"纳米催化医学的重要突破"。未来通过CRGs分子分型指导个体化用药，或将改写TNBC临床实践指南。