基于胭脂红酸/铁离子自组装多酶模拟纳米药物的光热/抗炎协同治疗抑制乳腺癌转移研究

为解决乳腺癌高转移率导致的预后不良问题，研究人员开发了由胭脂红酸(carminic acid)、铁离子(Fe3+)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)自组装的多酶模拟纳米药物(FCP NPs)。该纳米系统兼具20%光热转换效率和SOD-like等广谱ROS清除能力，通过PA成像引导的PTT协同抗炎治疗，在4T1乳腺癌模型中实现了原发灶完全消融和转移灶抑制，为转移性乳腺癌治疗提供了新策略。

　　

乳腺癌是全球女性发病率最高的恶性肿瘤，其高死亡率主要源于肿瘤转移。尽管光热治疗(PTT)在肿瘤局部控制方面展现出优势，但治疗过程中产生的过量活性氧(ROS)会加剧炎症反应，反而促进肿瘤转移。这一矛盾现象成为制约PTT疗效的关键瓶颈。与此同时，肿瘤相关炎症微环境通过激活基质金属蛋白酶(MMPs)等通路，为癌细胞转移创造了有利条件。如何同步实现高效肿瘤杀伤和炎症微环境调控，成为突破转移性乳腺癌治疗困境的重要科学问题。

广州医科大学的研究团队在《Materials Today Bio》发表的研究中，创新性地构建了具有多酶模拟活性的自组装纳米药物FCP NPs。该系统通过胭脂红酸、三价铁离子和聚乙烯吡咯烷酮的一步自组装，形成直径41 nm的球形纳米颗粒，兼具光热转换和广谱ROS清除功能。研究证实，该纳米药物不仅能通过20%的光热转换效率实现肿瘤消融，其SOD-like等酶模拟活性还可有效清除超氧阴离子(O₂^-)、羟基自由基(·OH)等ROS，且清除效率与光热温度呈正相关。在4T1乳腺癌模型中，FCP NPs通过双模态光声/光热成像引导治疗，不仅完全抑制原发肿瘤生长，还通过下调MMP-9表达显著减少肺转移灶形成。

关键技术方法包括：1) 自组装纳米颗粒制备与表征；2) 光热性能测试与ROS清除能力评估；3) 体外迁移抑制实验(Transwell和伤口愈合实验)；4) 4T1乳腺癌小鼠模型构建；5) 双模态光声/光热成像引导治疗；6) 组织病理学与免疫组化分析。

3.1 合成与表征
通过TEM、DLS和XPS等表征证实，FCP NPs由Fe、C、O、N元素组成，呈现30-40 nm的球形结构，在808 nm处具有23.7 L/(m×g)的吸收系数。XPS显示Fe元素以Fe²⁺/Fe³⁺混合价态存在，赋予其多酶模拟活性。

3.2 光热性能与ROS清除
FCP NPs表现出浓度依赖的光热效应(ΔT≈23°C)和20%的转换效率。同时可清除80%超氧阴离子和51%羟基自由基，ABTS/DPPH自由基清除率达68-69%。值得注意的是，ROS清除效率随激光照射时间延长而提升，实现PTT与抗炎的协同。

3.3 体外治疗
MTT实验显示，200 μg/mL FCP NPs联合NIR照射使4T1细胞存活率降至10%。JC-1探针和ATP检测证实其通过破坏线粒体功能诱导凋亡，使caspase-3/7活性提升2.4倍。

3.4 体外迁移抑制
Transwell实验表明400 μg/mL FCP NPs可抑制99%细胞迁移。Western blot显示其通过下调MMP-9表达阻断转移通路，同时降低LPS诱导的TNF-α和IL-6分泌量。

3.5 体内分布与成像
PA成像显示NPs在肿瘤部位1小时达峰值富集(6.5%)。808 nm激光照射10分钟使肿瘤局部升温17.5°C，显著高于对照组。

3.6 体内治疗
在4T1荷瘤小鼠中，FCP+NIR组实现完全肿瘤消融，TUNEL和ki67染色显示显著凋亡和增殖抑制。H&E证实无转移灶形成，DHE染色显示ROS水平稳定。

3.7 体内转移抑制
治疗36天后，FCP组肺组织未见转移结节，MMP-9表达显著下调，血清IL-6/TNF-α水平维持稳定，证实其通过抗炎作用阻断转移。

3.8 生物相容性评估
溶血率<5%，主要器官无病理损伤，肝肾功能指标(ALT/AST、BUN/CREA)正常，证实良好生物安全性。

该研究创新性地通过自组装策略构建了"光热-抗炎"双功能纳米系统，解决了PTT诱发炎症加重转移的临床难题。FCP NPs特有的温度响应型ROS清除能力，实现了治疗过程中炎症微环境的动态调控。其双模态成像功能为精准治疗提供了可视化工具，而基于FDA批准原料(carminic acid)的组成设计则具有临床转化潜力。这项研究为转移性乳腺癌的协同治疗提供了新思路，也为其他炎症相关肿瘤的治疗策略开发提供了重要参考。研究展现的"治疗-防护"一体化设计理念，对复杂疾病的多靶点调控具有普适性意义。