含铜介孔生物活性玻璃纳米颗粒：非小细胞肺癌放疗增敏的新策略

这篇研究首次报道了含铜介孔生物活性玻璃纳米颗粒（Cu-MBGNs）作为新型放疗增敏剂在非小细胞肺癌（NSCLC）治疗中的应用。通过铜离子（Cu2+/Cu+）的氧化还原催化与介孔二氧化硅（SiO2）的协同作用，Cu-MBGNs显著增强辐射诱导的活性氧（ROS）生成，选择性杀伤肿瘤细胞并抑制体内肿瘤生长，同时展现出优异的生物安全性和临床转化潜力。

　　

引言

肺癌是全球癌症相关死亡的首要原因，其中非小细胞肺癌（NSCLC）占比高达85%。放疗（RT）是晚期NSCLC的标准治疗手段，但肿瘤缺氧微环境会削弱其疗效。近年来，纳米材料通过增强辐射剂量沉积、调节肿瘤微环境（TME）或促进活性氧（ROS）生成，成为提升放疗效果的新策略。

实验设计与材料表征

研究团队采用微乳液辅助溶胶-凝胶法合成含铜介孔生物活性玻璃纳米颗粒（Cu-MBGNs），其化学组成为89.4% SiO₂、8.2% CaO和2.2% CuO。透射电镜（TEM）显示颗粒呈均匀球形（144 nm），具有典型核壳结构和3.8 nm介孔通道，比表面积达241 m² g^?1。X射线光电子能谱（XPS）证实Cu以Cu²⁺和Cu⁺混合价态存在，为后续氧化还原反应奠定基础。

体外抗肿瘤机制

Cu-MBGNs对肺癌细胞（A549/H1299）表现出浓度和时间依赖性毒性，而对正常支气管上皮细胞（BEAS-2B）影响轻微。联合8 Gy辐射后，Cu-MBGNs通过双重机制增强疗效：

1. 1.

   ROS风暴：辐射将Cu²⁺还原为Cu⁺，催化芬顿样反应生成羟基自由基（·OH）和超氧阴离子（·O₂^?），荧光检测显示ROS水平提升3倍；

2. 2.

   细胞周期阻滞：流式细胞术揭示G₂/M期细胞比例增加至47.6%，该阶段对辐射最敏感。

体内疗效与安全性

在LLC荷瘤小鼠模型中，瘤内注射Cu-MBGNs（10 mg kg^?1）联合分次放疗（2 Gy×3）使肿瘤体积缩小68%，H&E染色显示广泛坏死。值得注意的是：

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  无系统毒性：血常规、肝肾功能指标均正常，ICP-MS未检测到肝脏铜蓄积；

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  靶向氧化：肿瘤组织ROS荧光强度较对照组高4.2倍，印证了纳米颗粒的局部作用优势。

临床转化潜力

25 mg kg^?1腹腔给药实验进一步证实Cu-MBGNs的优良生物相容性。未来可通过表面修饰（如靶向肽偶联）提升肿瘤富集能力。该研究为NSCLC提供了兼具放疗增敏与生物安全性的纳米解决方案，其“二氧化硅骨架+铜离子催化”的设计思路也可拓展至其他金属掺杂纳米平台。