GSH消耗型聚合物纳米颗粒驱动铁死亡放大联合化疗增强乳腺癌治疗

本研究针对乳腺癌治疗中化疗药物多药耐药、靶向性差及铁死亡诱导效率低等问题，开发了一种GSH响应性聚合物纳米颗粒（ssP-tHB@Fe/DOX）。通过3,4,5-三羟基苯甲醛（tHB）介导的Fe(III)-Fe(II)循环反应消耗谷胱甘肽（GSH），同时负载阿霉素（DOX）实现铁死亡与化疗协同治疗。该纳米系统可破坏线粒体结构、降低膜电位、抑制GPX4表达并促进脂质过氧化（LPO）积累，RNA测序证实其通过p53信号通路和氨基酸代谢通路发挥抗肿瘤作用，为乳腺癌联合治疗提供了新策略。

　　

乳腺癌作为女性癌症死亡的首要原因，尽管现有治疗手段多样，但化疗药物如阿霉素（DOX）存在心脏毒性、多药耐药和靶向性差等瓶颈。与此同时，新兴的铁死亡（ferroptosis）疗法因肿瘤微环境（TME）中谷胱甘肽（GSH）过表达、内源性过氧化氢（H₂O₂）不足等问题，其疗效受到限制。如何通过智能纳米系统协同铁死亡与化疗，成为突破治疗困境的关键。

上海交通大学医学院附属瑞金医院的研究团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表了一项创新研究。他们设计了一种GSH响应性三嵌段聚合物纳米颗粒（ssP-tHB@Fe/DOX），通过tHB介导的铁循环和DOX的化疗-铁死亡双重放大机制，实现了乳腺癌的高效治疗。该系统在酸性TME中响应性释放Fe²⁺和DOX，通过消耗GSH、抑制GPX4、诱导线粒体损伤和脂质过氧化积累，显著增强抗肿瘤效果。RNA测序分析进一步揭示了其通过p53信号通路和氨基酸代谢通路协同作用的分子机制。

研究团队主要采用以下关键技术：1）通过EDC/HOBT催化酰胺化反应合成GSH响应性聚合物载体；2）基于铁-酚网络配位构建稳定纳米平台；3）利用DTNB法和1,10-菲啰啉探针分别定量GSH消耗和Fe²⁺生成；4）结合RNA测序和KEGG分析解析作用通路；5）建立4T1荷瘤小鼠模型验证体内疗效。

研究结果
合成与表征：ssP-tHB@Fe/DOX纳米颗粒呈片状形态（约350×200 nm），载药量21.2%，铁含量17.3%。XPS证实其含Fe(II)/Fe(III)混合价态，TEM显示GSH/pH 5.0条件下可降解为5-10 nm碎片。

GSH响应与催化性能：在模拟TME（pH 5.0+10 mM GSH）中，36小时内DOX和Fe²⁺释放率分别达64.2%和68.9%。ESR检测到显著·OH信号，MB降解实验证实其Fenton反应活性。

细胞机制：ssP-tHB@Fe/DOX处理使4T1细胞内GSH/GSSG比值下降4.8倍，ATP水平降低67%，MDA含量增加3.2倍。JC-1染色显示线粒体膜电位丧失，WB证实GPX4表达抑制和NOX4上调。

体内疗效：在4T1荷瘤小鼠中，ssP-tHB@Fe/DOX组肿瘤抑制率达81.4%，显著高于游离DOX组（52.3%）。H&E和TUNEL染色显示广泛肿瘤细胞凋亡，GPX4免疫荧光证实铁死亡激活。

结论与意义：该研究创新性地提出“铁死亡-化疗”循环放大策略，通过tHB持续再生Fe²⁺和DOX干扰NADPH的双重作用，解决了传统铁死亡疗法催化效率低和H₂O₂不足的核心问题。纳米系统的TME响应特性显著降低了DOX的全身毒性，为克服乳腺癌治疗耐药性提供了新范式。研究首次报道了tHB在铁死亡增强中的关键作用，并通过多组学分析揭示了协同作用的分子基础，为肿瘤联合治疗的设计提供了理论依据。