基于Salphen结构的Fe-N2O2@C材料用于声动力协同化学动力治疗肿瘤

Salphen-Based Fe-N2O2@C Nanomaterial Applied in Synergistic Sonodynamic and Chemodynamic Therapy of Tumors

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摘要目的制备一种基于Salphen结构,具备高效仿过氧化物酶(peroxidase,POD)能力及声敏性的Fe-N2O2@C材料,用于声动力(SDT)协同化学动力(CDT)治疗肿瘤.方法通过水热法合成Fe-N2O2,通过掺入科琴黑碳基底制备Fe-N2O2@C,并表征该材料的形貌、结构、成分、仿酶产活性氧(ROS)能力及声敏性.通过体外实验探索Fe-N2O2@C实现SDT协同CDT杀伤4T1小鼠乳腺癌细胞的能力与机制.通过构建皮下4T1荷瘤小鼠模型探索Fe-N2O2@C联合超声辐照杀伤肿瘤的能力.结果 Fe-N2O2@C与Fe-N2O2均为形貌不规则纳米球,平均粒径分别为25.9 nm及36.2 nm;经XRD、FTIR及XPS分析证实Fe-N2O2及Fe-N2O2@C具备M-N2O2配位的Salphen共价有机框架结构,且科琴黑负载对该结构无明显影响.相较于Fe-N2O2,Fe-N2O2@C具备高效的仿POD酶活性及声敏性,Km从19.32降低至5.82 mmol/L,vmax从2.51×10-8提升至8.92×10-8 mol/(L·s).Fe-N2O2@C协同超声辐照可实现细胞内大量产生ROS进而导致线粒体膜电位明显下降,从而诱导TEM可观测的线粒体损伤并导致细胞凋亡和死亡.体内实验表明Fe-N2O2@C协同超声辐照可以有效地抑制4T1皮下荷瘤鼠模型瘤体生长,且不具备明显的体内毒性.结论本实验制备了一种基于Salphen结构的Fe-N2O2@C材料,该材料生物相容性好,可联合超声辐照实现SDT协同CDT杀伤肿瘤细胞,抑制肿瘤生长,在多模态肿瘤治疗中具有良好的应用前景.