乳腺癌与正常乳腺上皮细胞胞内机械微环境对Fe3O4纳米颗粒磁热疗效应的差异化调控机制

本文揭示了乳腺癌细胞胞内机械微环境（如细胞骨架结构软化）通过增强Fe3O4纳米颗粒（NPs）的布朗弛豫（Brownian relaxation）和比吸收率（SAR），显著提升磁热疗（MHT）效率的机制。研究发现，在交变磁场（AMF）下，乳腺癌细胞（MDA-MB-231）内化的Fe3O4 NPs比正常乳腺细胞（MCF-10A）产生更高温升和凋亡效应，为肿瘤靶向磁热疗设计提供了新思路。

　　

Highlight

本研究揭示了乳腺癌细胞胞内机械微环境在磁性纳米颗粒磁热转换中的关键作用。相较于正常细胞，乳腺癌细胞具有更松散的细胞骨架结构和更柔软的胞内环境，这些特性天然更有利于Fe₃O₄ NPs的磁热转换与产热性能。被乳腺癌细胞内化的Fe₃O₄ NPs能产生更高的局部温度并诱导更显著的凋亡效应。这些发现将乳腺癌细胞胞内微环境确立为磁热疗（MHT）有效性的核心决定因素，为基于纳米颗粒的癌症疗法设计提供了新视角。

Discussion

磁性纳米颗粒介导的磁热疗（MHT）因其组织穿透深度和可调节的磁热效应，已成为极具前景的癌症治疗手段。迄今为止，肿瘤独特的胞外微环境一直被认为是影响Fe₃O₄ NPs磁热转换能力的主导因素。本研究首次证实，胞外微环境与胞内机械特性（如细胞骨架力学性能）共同调控Fe₃O₄ NPs的磁热行为。乳腺癌细胞（MDA-MB-231）较正常乳腺上皮细胞（MCF-10A）表现出更低的细胞骨架刚度和更活跃的纳米颗粒运动性，通过增强布朗弛豫显著提升了SAR值和热疗效率。

Conclusion

通过对比Fe₃O₄ NPs在乳腺癌细胞与正常乳腺细胞中的磁热效应、SAR值及布朗弛豫特性，本研究明确了胞内机械微环境对纳米颗粒磁热性能的调控作用。Fe₃O₄ NPs在MDA-MB-231癌细胞中展现出更高的温升和SAR值，最终产生更强的促凋亡疗效。这一发现不仅深化了对磁热疗机制的理解，更为开发具有肿瘤选择性的纳米热疗策略提供了理论依据。