研究人员设计出肿瘤微环境响应的复合纳米材料

近日，中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员吴正岩团队，联合山东滨州医学院教授张桂龙和魏鹏飞，设计出一种核壳结构铜基纳米复合材料。该复合材料具有肿瘤微环境响应的磁共振成像性能以及杀死肿瘤细胞的能力，从而实现对肿瘤的特异性多模式诊疗。

铜基纳米材料具有极强的催化类芬顿反应的能力，可提高细胞内的活性氧水平，从而抑制肿瘤的生长，但稳定性较差。为了解决这一问题，该团队开发了一种对肿瘤微环境响应的核壳结构铜基纳米复合材料，并将靶向肿瘤细胞的靶标连接到其表面，再借助材料中氧化铁壳层的空间位阻效应的保护，促进该复合材料到达肿瘤部位。到达肿瘤部位后，该材料会被肿瘤微环境中的弱酸条件和谷胱甘肽瓦解并释放金属离子和超小氧化铁。这一过程激活了磁共振成像信号，消耗了谷胱甘肽，加速了芬顿和类芬顿反应，提高了细胞内的活性氧水平，加剧了细胞内的氧化应激，最终诱导肿瘤细胞凋亡和铁死亡。这种方式可以实现磁共振成像引导的肿瘤治疗，为肿瘤的特异性多模式诊疗提供了新借鉴。

相关研究成果发表在Small上。研究工作得到山东省重点研发计划和国家自然科学基金等的支持。

材料制备及作用机制示意图