Fe-Co/ZIF-8@SLC-0111-HA复合纳米平台加强肿瘤化学动力学的可行性

作者：王振鑫; 周鹏; 褚福超; 张大振; 袁峰^*

来源：中国组织工程研究, 2023, 1-8.

• 纳米平台
• 化学动力学疗法
• 碳酸酐酶9
• 碳酸酐酶9抑制剂
• 活性氧
• 细胞凋亡

背景：常用金属离子的低催化活性与缺乏靶向性等问题严重限制了化学动力学疗法在肿瘤治疗中的应用。另外，虽然通过对复合纳米平台进行表面功能化来赋予其靶向肿瘤的功能，但是肿瘤细胞内酸性不足也严重削弱了化学动力学疗法的疗效。目的：制备新型复合纳米平台，评估其在细胞水平上增强化学动力学疗法的可行性。方法：通过离子交换反应和自组装作用合成了掺杂二价铁离子和二价钴离子的载SLC-0111(一种碳酸酐酶9抑制剂)沸石咪唑骨架-8(Fe-Co/ZIF-8@SLC-0111)，并在表面加载透明质酸，得到目标纳米颗粒Fe-Co/ZIF-8@SLC-0111-HA(记为FC-S)，同时合成不载SLC-0111的纳米颗粒Fe-Co/ZIF-8-HA (记为FC)。测试FC-S的粒径、Zeta电位、表面形貌、体外活性氧产生、消耗谷胱甘肽的能力。分别以人骨肉瘤细胞MG-63和小鼠成纤维细胞L929为实验对象，采用CCK-8法检测FC-S的细胞毒性。以人骨肉瘤细胞MG-63为实验对象，检测FC-S的细胞内化；在加入H2O2的情况下，FC-S、FC对细胞内pH值、碳酸酐酶9蛋白表达、细胞活性与凋亡、细胞内活性氧与谷胱甘肽含量、细胞线粒体膜电位的影响。结果与结论：(1)FC-S具有菱形十二面体结构，尺寸均匀，分散良好，平均粒径为323 nm,Zeta电位约为-11.1 mV，体外可产生活性氧并消耗谷胱甘肽。(2)FC-S以时间依赖的方式在MG-63细胞内累积，并且能成功从溶酶体中逃逸。当FC-S质量浓度≤20μg/mL时对MG-63细胞与L929细胞无明显的细胞毒性，后续实验选择20μg/mL FC-S作用于MG-63细胞。(3)与FC组比较，FC-S组MG-63细胞内碳酸酐酶9蛋白表达降低(P <0.01)、细胞内酸性环境增强、细胞内活性氧含量增加(P <0.001)、细胞线粒体损伤加重、死细胞数量增加、细胞凋亡率升高(P <0.001)。(4)结果表明，FC-S复合纳米平台能够有效改善肿瘤细胞内弱酸性微环境、提升胞内活性氧产生水平，增强化学动力学疗法的疗效。

• 出版日期2023
• 单位淮安市第二人民医院; 第一临床医学院; 徐州医科大学