磁热抗癌纳米治疗中诱导活性氧生成的铁离子来源：是否来自氧化铁纳米颗粒的释放？

磁热疗中诱导癌细胞死亡的首要且关键反应是ROS（活性氧）的产生。我们此前已证明，可以将氧化铁磁性纳米颗粒（IONPs）特异性递送至癌细胞的溶酶体中，并通过施加高频交变磁场（AMF），在不引起宏观温度升高的情况下，利用靶向磁性溶酶体内热疗（MILH）将其清除。其机制涉及IONPs表面局部温度升高，从而通过芬顿反应增强ROS的生成；随后，ROS使溶酶体膜中的蛋白质和脂质发生过氧化，诱导膜通透性增加，进而导致溶酶体酶释放和细胞死亡。MILH中产生ROS所必需的Fe离子此前被认为由IONPs释放。 因此，我们构建了PEG化多核IONPs，称为NanoFlowers（NF@PEG），并制备了具有或不具有SiO2壳层的两类纳米颗粒（NF@SiO2@PEG）；其中，后者可阻止IONPs释放Fe3+。在模拟溶酶体酸性环境的体外体系中，经AMF作用后，NF@PEG能够释放Fe离子并诱导ROS产生，而NF@SiO2@PEG则不能。令人惊讶的是，在AMF作用下，这两种纳米颗粒均可在细胞内增加ROS的产生，诱导溶酶体膜通透化和细胞死亡，并以相同效力减缓癌细胞增殖，这表明在IONPs不释放Fe3+的情况下，MILH仍然有效。相反，铁摄取抑制剂Ferristatin-II可阻止由这两类IONPs诱导的MILH中的ROS产生和细胞死亡，从而阐明了内源性铁阳离子在MILH中负责ROS生成并杀伤癌细胞的作用。

磁热疗中诱导癌细胞死亡的首要且关键反应是ROS（活性氧）的产生。我们此前表明，可以将氧化铁磁性纳米颗粒（IONPs）特异性递送至癌细胞的溶酶体中，并通过施加高频交变磁场（AMF），在不引起宏观温度升高的情况下，经由靶向磁性溶酶体内热疗（MILH）将其清除。其机制涉及IONPs表面局部温度升高，从而通过芬顿反应增强ROS的产生；随后，ROS使溶酶体膜中的蛋白质和脂质发生过氧化，诱导膜通透化，导致溶酶体酶释放并最终引起细胞死亡。对于MILH中产生ROS至关重要的Fe离子，此前被认为是由IONPs释放的。因此，我们开发了PEG化多核IONPs，称为NanoFlowers（NF@PEG），其具有或不具有SiO2壳层（NF@SiO2@PEG）；后者可阻止Fe3+从IONPs中释放。NF@PEG在体外酸性介质中（模拟溶酶体环境）经AMF暴露后可释放Fe离子并产生ROS，而NF@SiO2@PEG则不能。令人惊讶的是，在施加AMF后，这两种纳米颗粒均可增加细胞内ROS的产生，诱导溶酶体通透化和细胞死亡，并以相同效率减缓癌细胞增殖，表明即使在IONPs不释放Fe3+的情况下，MILH仍然有效。相反，铁摄取抑制剂Ferristatin-II可阻止由这两种IONPs诱导的MILH中的ROS产生和细胞死亡，从而阐明了内源性铁阳离子在MILH中介导ROS产生并杀伤癌细胞的作用。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.06.736751v1?rss=1

🏷️ 磁热疗 氧化铁纳米颗粒 活性氧 溶酶体膜通透化 芬顿反应 癌细胞死亡