综述:刺激响应性铁基金属有机框架(Fe-MOFs)在乳腺癌药物递送与诊疗一体化中的研究进展

【字体: 时间:2025年08月11日 来源:Journal of Drug Delivery Science and Technology 4.9

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  这篇综述系统阐述了铁基金属有机框架(Fe-MOFs)在乳腺癌治疗中的革命性潜力。作者深入探讨了Fe-MOFs的低毒性、高生物相容性、pH响应性药物释放特性及其作为铁死亡(ferroptosis)诱导剂的作用机制,同时整合了光热疗法(PTT)、磁共振成像(MRI)等多模态治疗策略,为突破传统化疗局限性提供了创新解决方案。

  

历史视角下的Fe-MOFs演进

Fe-MOFs的发展可追溯至1989年配位聚合物的早期研究,1995年Yaghi团队首次提出MOF概念。其中MIL系列(如MIL-100(Fe))因铁基单元与1,3,5-苯三甲酸(BTC)配体的稳定结合,展现出2000 m2/g的超高比表面积和1.0 cm3/g的孔容积,成为抗癌药物(如阿霉素)的理想载体。

乳腺癌的分子复杂性

乳腺癌具有高度异质性,其肿瘤微环境(TME)呈现酸性pH(4.5-6.5)、低氧、高H2O2和谷胱甘肽(GSH)特征。Fe-MOFs通过芬顿反应将H2O2转化为羟基自由基(OH•),诱导肿瘤细胞铁死亡——一种依赖Fe2+/Fe3+积累和脂质过氧化的新型细胞死亡方式。

Fe-MOFs的合成与功能化

溶剂热法、微波辅助合成等技术可调控Fe-MOFs孔径(2-50 nm)。表面修饰策略如聚乙二醇(PEG)包覆能延长血液循环时间,而叶酸靶向修饰可提升肿瘤特异性。MIL-88A通过超声响应释放药物,在低频超声(40 kHz)下释放效率达90%。

多模态诊疗应用

药物递送:MIL-100(Fe)负载阿霉素效率达32 wt%,酸性TME中72小时缓释率超80%

影像引导:Fe3+的顺磁性使其成为优异T2加权MRI造影剂(弛豫率r2=60.8 mM-1s-1

联合治疗:近红外光(808 nm)激发下,Fe-MOFs@ICG复合物可实现PTT(光热转换效率η=38.7%)与化疗协同

临床转化挑战

尽管Fe-MOFs在小鼠模型中显示肿瘤抑制率(~75%),但规模化生产、长期生物降解性评估及配体降解副产物(如BTC)的毒性仍需突破。未来研究方向包括开发双金属MOFs(如Fe-Zn)以增强催化活性,以及智能响应系统整合免疫检查点抑制剂(如PD-1/PD-L1)。

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