增强化疗反应：柠檬酸包覆的Mn?.?Zn?.?Fe?O?纳米粒子介导的磁性流体热疗增强多西他赛在LNCaP细胞中的疗效

《Journal of Thermal Biology》：Boosting chemotherapeutic response: Citric acid-coated Mn 0.9Zn 0.1Fe 2O 4 nanoparticles mediated magnetic fluid hyperthermia potentiates docetaxel efficacy in LNCaP cells

　　

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  将柠檬酸包覆的磁性纳米颗粒介导的磁流体热疗与紫杉醇联合使用，增强了LNCaP细胞的杀伤效果。
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  治疗顺序至关重要，先进行磁流体热疗再进行紫杉醇处理的方案疗效最高。
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  先进行磁流体热疗，再于24/48小时后给予紫杉醇（IC₂₀），在LNCaP细胞中诱导了80–85%的细胞死亡。
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  细胞死亡主要通过凋亡发生，且表现出显著的协同作用。

引言

前列腺癌（PC）是全球第二大常见的男性特异性恶性肿瘤（Bray等，2024年）。尽管前列腺癌的治疗方法不断改进，但每种干预手段都存在潜在的副作用和长期并发症，可能影响生活质量。前列腺切除术、激素治疗、放疗、化疗、放化疗联合治疗以及激素治疗是前列腺癌最常见的疗法，其副作用包括膀胱梗阻、膀胱炎、出血、尿失禁、瘘管、抑郁、认知能力下降、骨质疏松、激素活力降低等（Kumar等，2005年；Thompson等，2007年；Gomella等，2009年）。因此，不良反应、耐药性、系统毒性以及传统单一疗法疗效有限，亟需开发更有效且能最大限度减少不良反应的治疗策略。

磁流体热疗（MFH）是一种针对实体肿瘤（包括前列腺癌）的治疗策略，由于其实质性局部毒性极低且能有效控制肿瘤，因此日益受到关注。该技术在既定安全限制范围内，利用生物相容性磁性纳米颗粒（10–100纳米）暴露于交替磁场（100–500千赫）中（综述见Bhadla等，2024年）。通过磁滞、布朗和奈尔弛豫机制产生热量，导致局部温度升高（42–45°C），主要通过凋亡诱导癌细胞死亡（Hildebrandt等，2002年；Nedelcu，2008年；Iyer等，2025年）。

磁流体热疗的一个关键实际限制是，纳米颗粒被细胞摄取后加热效率降低。内吞作用和细胞内聚集限制了布朗运动，从而减弱了产热。此外，纳米颗粒在生物环境中的扩散和稀释，以及其分布不均，可能进一步降低总体加热效率并导致热点形成（Lu等，2018年）。磁流体热疗与化疗联合是减少磁流体热疗局限性的有效策略（Issels，2008年）。

尽管热疗被认为是化疗的有效增效剂，但其临床应用受到温度分布控制不佳且无法选择性保护正常组织的限制。磁流体热疗通过实现局部定向热量递送解决了这些问题，从而在最大限度减少周围正常组织损伤的同时更好地控制温度（Rivera-Rodriguez等，2018年）。

紫杉醇（DTX）是首个被证明能改善去势抵抗性前列腺癌患者生存期的化疗药物（Tannock等，1996年；Petrylak等，2004年；Hwang，2012年）。作为一种紫杉烷类药物，紫杉醇通过稳定微管发挥作用，从而破坏有丝分裂进程并诱导凋亡。然而，目前的治疗方案通常需要高剂量紫杉醇，这可能导致显著的毒性副作用，限制了其作为单一疗法的疗效。因此，基于联合的治疗策略正在被研究，以提高治疗效果并可能改善前列腺癌患者的生存率。临床前研究表明，将紫杉醇与5-氟尿嘧啶、环磷酰胺、雌莫司汀和曲妥珠单抗等药物联合使用，可产生叠加或协同的抗癌效果，同时减少不良反应（Mason等，1997年；Williams等，2000年；Vigano等，2001年；Pienta，2001年；Kampinga，2006年；Sato等，2013年）。

同样，热疗可增强药物在肿瘤部位的蓄积、增加细胞摄取并抑制DNA修复，从而加速药物对癌细胞的细胞毒性（Ahmed等，2008年；Ahmed和Zaidi，2013年；Phung等，2019年）。大量研究表明，热疗与化疗联合产生的治疗疗效优于单独使用热疗或化疗（Rietbroek等，1997年；Issels，2008年；Maurici等，2022年；Blersch等，2025年）。

本研究探讨了紫杉醇与柠檬酸包覆Mn_0.9Zn_0.1Fe₂O₄磁性纳米颗粒介导的磁流体热疗的联合作用，以增强消除LNCaP前列腺癌细胞的疗效。已知联合疗法的有效性受多种因素影响，包括细胞类型、温度条件、药物浓度以及最重要的是给药顺序。因此，本研究执行了两种治疗顺序：先给予24和48小时紫杉醇后进行磁流体热疗，以及先进行磁流体热疗再给予24和48小时紫杉醇。评估了这些顺序组合对细胞活力、治疗协同作用和细胞死亡模式的影响，以确定实验条件下的有效治疗顺序。研究结果提供了初步证据，支持未来进一步探索磁流体热疗–紫杉醇联合热化疗方案在前列腺癌治疗中的应用。

章节摘要

磁流体

柠檬酸包覆Mn_0.9Zn_0.1Fe₂O₄磁性纳米颗粒和磁流体的合成与表征见我们之前的研究（Iyer等，2026年）。简要来说，通过共沉淀法合成了尺寸为14.7±0.1纳米的颗粒，柠檬酸包覆后，颗粒以72.53毫克/毫升的浓度分散于水中。在颗粒浓度为2.5毫克/毫升、频率为332千赫、磁场为10千安/米的条件下，磁流体的比吸热率计算为34.6瓦/克磁。

紫杉醇在LNCaP细胞中剂量-时间依赖性IC₅₀和IC₂₀分析

评估了紫杉醇在LNCaP细胞中的剂量和时间依赖性细胞毒作用，随着暴露时间延长，药物敏感性逐步增加。如图1a所示，治疗24小时后，紫杉醇诱导了显著的细胞毒性，IC₂₀为1.2纳摩尔，IC₅₀为4.3纳摩尔。将治疗时间延长至48小时后，细胞毒性进一步增强，如IC₂₀降至0.75纳摩尔、IC₅₀降至2纳摩尔所示（图1b）。这些结果表明

结论

本研究证明了柠檬酸包覆Mn_0.9Zn_0.1Fe₂O₄磁性纳米颗粒介导的磁流体热疗与紫杉醇对LNCaP细胞死亡的协同作用。顺序治疗策略揭示治疗顺序对疗效至关重要，表明热疗作为有效的敏化手段，增强了细胞对后续化疗的敏感性。进一步的荧光染色证实，联合治疗主要通过凋亡诱导细胞死亡，这是癌细胞死亡的优选模式

CRediT作者贡献声明

Uma N. Iyer：撰写——初稿、方法论、形式化分析、数据整理。Kinnari H. Parekh：撰写——审阅与编辑。Neeraj D. Jain：撰写——审阅与编辑、监督指导。

伦理审批和参与同意

本研究不需要伦理委员会/机构审查委员会（IRB）批准。

发表同意

所有作者均已阅读手稿并批准提交。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本论文所报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢印度医学研究理事会（Indian Council of Medical Research）ICMR-NCD/AD-HOC/64/2020-21（2020-1296）和印度科学与技术部——科学与工程研究委员会（SERB）/CRG/2021/001587（印度新德里）提供的财务支持。U.I.根据印度古吉拉特邦政府的SHODH方案获得了奖学金，并获得了CHARUSAT奖学金。

Uma N. Iyer|Kinnari H. Parekh|Neeraj D. Jain