综述：多功能响应性气体释放金属有机框架纳米平台在肿瘤治疗中的应用

《ChemMedChem》：Multifunctional Responsive Gas-Releasing Metal Organic Framework Nanoplatform for Tumor Therapy Application

本综述推荐金属有机框架（MOF）纳米平台在肿瘤气体疗法（GT）中的突破性应用。通过高比表面积、可调孔隙和活性位点，MOF解决了治疗性气体（如NO、CO、H2S、O2）的靶向递送和刺激响应释放（如光、pH、H2O2）难题，显著提升疗效并降低系统毒性，为临床转化提供新策略。

　　

Graphical Abstract

创新性金属有机框架（MOF）纳米平台通过精确调控孔隙结构和活性位点，实现了治疗性气体分子（如NO、CO、H₂S、O₂）的高效负载与可控释放。MOF独特的物理化学性质使其能够响应肿瘤微环境特异性刺激（如低pH、高H₂O₂浓度或近红外光），从而在时空维度上优化气体释放动力学，克服传统气体释放分子（GRMs）的脱靶毒性问题。

Abstract

气体疗法（GT）通过调节肿瘤微环境中关键气体分子浓度发挥治疗作用，但其临床应用受限于GRMs的稳定性差和释放不可控。MOF基纳米平台凭借超高比表面积（可达7000 m²/g）和可功能化孔道，实现了：

1. 1.

   高效负载：MOF孔隙可容纳气体前体分子（如硝普钠）或直接吸附气体（如O₂），负载量较传统载体提升3-5倍；

2. 2.

   精准释放：通过配体修饰（如偶氮苯衍生物）实现光控NO释放，或利用Zn²⁺-羧酸配体响应肿瘤酸性环境释放H₂S；

3. 3.

   协同治疗：Fe₃O₄@MOF复合物可同时实现O₂递送与化学动力学治疗（CDT）。

研究进展

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  缺氧缓解：Zr-MOF负载全氟碳化合物（PFC）显著提升肿瘤O₂水平，使放疗增敏效果提高2.1倍；

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  气体协同：Cu-BTC框架共载NO供体（JS-K）和H₂S前体（GYY4137），通过气体交叉作用诱导肿瘤细胞铁死亡；

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  多重响应：UiO-66-NH₂经巯基修饰后，可依次响应谷胱甘肽（GSH）和近红外光触发CO释放。

挑战与展望

当前MOF-GT系统仍面临体内降解动力学不明确和规模化生产瓶颈。未来发展方向包括开发生物可降解MOF（如Mg-MOF-74）和智能响应系统（如超声激活的H₂释放MOF），以推动其临床转化。