赤铁矿嵌入介孔纳米颗粒诱导铁死亡用于癌症声动力免疫治疗

针对声动力治疗(SDT)因ROS生成不足和免疫激活受限的临床瓶颈，研究人员开发了PEG化介孔二氧化硅包裹赤铁矿纳米颗粒(H@PMSNs)。该材料通过超声触发铁死亡，显著降低B16F10细胞内GSH和GPX4水平，促进树突状细胞成熟和细胞毒性T细胞浸润，增强免疫检查点阻断疗效，为癌症免疫治疗提供新策略。

　　

癌症治疗领域长期面临传统声动力治疗(SDT)疗效不足的挑战——超声激发的活性氧(ROS)难以触发系统性免疫应答，且现有声敏剂存在能量带隙过高(>2.5?eV)的缺陷。更棘手的是，临床常用铁死亡诱导剂如替莫唑胺存在严重毒副作用。这些瓶颈促使科学家探索兼具高效ROS生成与免疫激活能力的纳米材料。

韩国国立研究基金会支持的研究团队创新性地设计出赤铁矿核-介孔二氧化硅壳纳米颗粒(H@PMSNs)。这种材料巧妙利用赤铁矿的低能量带隙(~2.2?eV)特性，通过PEG化修饰解决传统赤铁矿的毒性问题。研究显示，超声激活的H@PMSNs能同步实现三重效应：显著降低B16F10肿瘤细胞内谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)水平；诱导细胞膜脂质过氧化触发铁死亡；释放肿瘤抗原激活树突状细胞(DC)并招募细胞毒性T细胞(CTL)。这种"一石三鸟"的作用机制，使免疫检查点阻断疗法的抗肿瘤效果得到显著增强。

关键技术包括：溶胶-凝胶法制备PEG化介孔二氧化硅壳层；N₂吸附-脱附测试表征材料比表面积；DPBF探针法检测ROS生成；流式细胞术分析DC成熟标志物(CD80/CD86)和CTL浸润。

材料表征
通过相变转化法成功制备的H@PMSNs具有193.6?m²/g的高比表面积，X射线衍射证实赤铁矿晶型完整。体外实验显示，其ROS生成效率是传统声敏剂的2.3倍。

铁死亡诱导机制
超声激活的H@PMSNs使细胞内GSH水平下降68%，GPX4活性降低54%，导致脂质过氧化物积累达对照组的4.2倍。透射电镜观察到特征性的线粒体皱缩和膜破裂。

免疫激活效应
荷瘤小鼠模型中，H@PMSNs+US组肿瘤内CD8⁺?CTL数量增加3.8倍，脾脏DC成熟率提升2.6倍。联合PD-1抑制剂后，完全缓解率从20%提升至60%。

这项发表于《Journal of Controlled Release》的研究开创性地将无机声敏剂与铁死亡免疫调控相结合。Jeongjin Lee和Seung Woo Choi等研究者证明，H@PMSNs通过能量带隙工程优化ROS生成，同时利用铁死亡特有的免疫原性打破肿瘤免疫耐受。其重要意义在于：①首次揭示赤铁矿在SDT中的声敏化机制；②建立纳米材料诱导铁死亡-免疫激活的级联反应模型；③为深部肿瘤的免疫治疗提供可转化方案。这种"纳米声敏剂-铁死亡-免疫治疗"三位一体的策略，为突破实体瘤治疗瓶颈提供了新范式。