
上海交通大学学报(医学版) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (7): 906-915.doi: 10.3969/j.issn.1674-8115.2026.07.009
• 论著 · 基础研究 • 上一篇
Ding Xinyi, Zhu Yi, Wang Jingyi, Deng Jiali, Wang Zhongling(
)
摘要:
目的·构建一种细胞膜仿生、谷胱甘肽(glutathione,GSH)响应性的锰基纳米材料诊疗探针,并探究其生物膜靶向能力、通过GSH耗竭诱导三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)铁死亡效能,以及磁共振(magnetic resonance,MR)激活成像的实时监测效应。方法·采用溶胶-凝胶法制备二氧化硅(SiO2)纳米核心,借助氧化还原共沉淀法在其表面沉积二氧化锰(MnO2),最后利用薄膜挤压法包覆小鼠4T1乳腺癌细胞膜,从而合成仿生纳米探针SiO2@MnO2@Membrane(SMM)。采用透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)与粒径仪对其形貌、粒径及电位进行表征。采用考马斯亮蓝染色法验证材料表面的细胞膜蛋白负载情况;采用X射线光电子能谱(X- ray photoelectron spectroscopy,XPS)表征材料中的特征元素。通过MR成像评估SMM的GSH响应性T1信号激活效能。利用亚甲基蓝及5,5′-二硫双(2-硝基苯甲酸)[5,5′-dithiobis(2-nitrobenzoic acid),DTNB]分别检测无细胞体系中活性氧(reactive oxygen species,ROS)的生成及GSH的消耗情况。采用噻唑蓝法评估纳米探针对4T1乳腺癌细胞的杀伤效能。借助2′,7′-二氯二氢荧光素(2′,7′-dichlorodihydrofluorescein diacetate,DCFH-DA)和BODIPY 581/591 C11探针检测细胞内ROS生成和脂质过氧化物(lipid peroxides,LPO)的累积水平。构建小鼠4T1 TNBC皮下移植瘤模型,通过MR动态监测探针在肿瘤部位的T1激活效应,并结合肿瘤组织中LPO、ROS等铁死亡标志物,以及细胞增殖核抗原(Ki-67)、脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法(terminal-deoxynucleotidyl transferase mediated nick end labeling,TUNEL)的检测结果,评估其基于铁死亡的抗肿瘤效能。结果·TEM显示,制备的SMM纳米探针呈规则球形结构。粒径仪检测表明,包覆细胞膜后,材料的Zeta电位从(+3.2±1.0)mV转变为(-22.0±2.0)mV,粒径从68 nm增加至78 nm,多分散性指数(polydispersity index,PDI)维持在较低水平,呈现均一稳定状态。考马斯亮蓝染色验证了生物膜的有效包覆。XPS检测到材料中Mn和Si的特征元素信号。上述结果共同证实SMM纳米探针成功合成。MR结果显示,SMM在GSH存在时可显著激活T1信号,纵向摩尔弛豫率(r1)由0.591 (mmol/L)-1·s-1显著提升至6.875 (mmol/L)-1·s-1;细胞水平的T1信号呈时间依赖性激活。DCFH-DA与BODIPY 581/591 C11染色结果显示,SMM组细胞内大量累积ROS与LPO,且细胞存活率较对照组显著降低(28.35%±4.91%)。体内实验结果显示,尾静脉注射SMM后,肿瘤区域T1信号在4 h达到峰值(1.23±0.14)s-1,表明探针可靶向富集于TNBC肿瘤组织并激活MR T1信号。肿瘤组织切片检测显示,SMM组ROS及LPO水平显著升高,同时伴随Ki-67表达下调、TUNEL阳性信号上调,进一步证实其可通过诱导铁死亡发挥抗肿瘤作用。结论·成功构建了基于GSH耗竭的4T1细胞膜仿生纳米探针SMM。该探针能够在TNBC肿瘤部位特异性激活T1信号,同时通过靶向富集协同诱导肿瘤细胞铁死亡,最终显著提升抗肿瘤疗效。
中图分类号: