近日，生物与医学工程学院史向阳教授团队3项纳米医学领域代表性研究成果在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上发表。这些研究涉及肿瘤治疗的新策略，包括微流控合成的无载体全活性纳米药物、双驱动纳米马达金属酚胶囊以及树状大分子复合物介导的酶递送系统，为癌症治疗提供了创新性的解决方案。
（图1. GFT NCs的微流控合成及其肿瘤诊疗应用示意图）
为了制备高质量的无载体全活性纳米平台，用于肿瘤的磁共振成像和高效精准治疗，开发了一种基于微流控技术的无载体全活性金属酚纳米胶囊（GFT NCs），用于肿瘤的化疗-化学动力学治疗-免疫治疗（图1）。这项研究通过一步微流控法合成了尺寸均一的GFT NCs，该纳米胶囊由棉酚（Gos）、铁离子（Fe3+）和丰加霉素（Toy）组成，具有良好的活性氧生成和pH响应性药物释放性能。GFT NCs不仅能在T1 MR成像引导下将药物精准递送至肿瘤部位，还能通过诱导线粒体功能障碍、加剧内质网应激以及增强化学动力学治疗效果，显著提升抗癌疗效。此外，GFT NCs联合PD-L1抗体，通过重塑肿瘤免疫微环境和诱导肿瘤特异性免疫记忆效应，高效治疗肿瘤并抑制肿瘤转移和复发。研究成果以《微流控合成的无载体全活性金属酚纳米胶囊用于肿瘤化学-化学动力学-免疫治疗》（Microfluidic Synthesis of Carrier-Free Full-Active Metal-Phenolic Nanocapsules for Tumor Chemo-Chemodynamic-Immune Therapy）为题在线发表。（文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202417070）
（图2. Ce/Au-Stomatocytes@CM的合成及其用于体内抗肿瘤光热治疗及炎症缓解示意图）
为了提高肿瘤光热治疗（PTT）效果及缓解治疗后的炎症，开发了基于碗状聚合物囊泡（Stomatocytes）的双驱动（光热和氧气同时驱动）纳米马达。团队将具有多种类酶活性和抗炎能力的氧化铈纳米颗粒（CeO2-x NPs）整合进Stomatocyte体系中，通过简单的方法制备了一种表面修饰金纳米颗粒（Au NPs）、内部负载CeO2-x NPs、外围进一步仿生伪装癌细胞膜（cancer cell membranes，CM）的纳米药物，可作为双驱动纳米马达用于运动增强的肿瘤PTT（图2）。该纳米马达可通过同源靶向聚集在肿瘤部位，不仅能在激光照射下自主运动穿透肿瘤组织进行光热治疗，还能通过CeO2-xNPs的类酶活性在肿瘤微环境中产生氧气用于驱动运动，缓解肿瘤乏氧状态，增强PTT的效果，并清除活性氧以调控光热治疗后的炎症反应，减少皮肤损伤。研究成果以《氧/热双驱动口形红细胞纳米马达用于高效炎症缓解的乳腺癌光热治疗》（Oxygen and Heat Dual-Driven Stomatocyte Nanomotors for Highly Efficient Inflammation-Relieved Breast Tumor Photothermal Therapy）为题在线发表。（文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202500113）
（图3.（a）D-Cu(II)复合物的合成和（b）治疗L1210白血病和C6胶质瘤的作用机制）
为了降低肿瘤微环境中的乳酸水平从而增强抗癌免疫反应，团队开发了树状大分子-Cu(II)复合物介导的乳酸氧化酶（LOx）递送系统（D-Cu(II)/LOx），用于乳酸耗竭增强型脑胶质瘤和白血病的联合治疗。该递送系统利用聚酰胺-胺（PAMAM）树状大分子作为载体，通过表面修饰苯硼酸(PBA)和吡啶(Pyr)并与Cu(II)配位，用于递送LOx（图3）。这种基于树状大分子的纳米药物D-Cu(II)/LOx递送LOx，可以干预乳酸代谢、用于Cu(II)介导的化学动力学治疗和T1加权MR成像，并且可以通过结合免疫激动剂LA-1来重塑免疫抑制性肿瘤微环境，极大地敏化了免疫激动剂LA-1的治疗效果，从而增强抗肿瘤免疫反应。此外通过包覆巨噬细胞膜还能穿越血脑屏障治疗小鼠原位脑胶质瘤模型。这为协同化学动力学治疗和代谢干预治疗进而实现增强的抗肿瘤免疫治疗提供了新思路。研究成果以《树状大分子-铜(II)复合物介导酶递送用于乳酸耗竭增强的白血病与神经胶质瘤联合治疗》（Dendrimer-Cu(II) Complexes Mediate Enzyme Delivery for Lactate Depletion-Enhanced Combinational Treatment of Leukemia and Glioma）为题在线发表。（文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202420825）
上述工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金区域创新发展联合基金项目、上海市科委政府间国际合作项目等的资助。
