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IF 13.3 Small│辣椒素通过诱导铁死亡和缓解缺氧的促死亡策略增强光动力治疗骨肉瘤的疗效

配图

总述:

死亡是一种近年来被发现的细胞死亡方式,它的特点是依赖于铁离子并伴随着细胞内氧化应激的增加。这种细胞死亡形式在多种疾病的发病机制中扮演着重要角色,特别是在癌症治疗中,铁死亡被认为是一种潜在的治疗靶点。近年来,光动力治疗(Photodynamic Therapy, PDT)已成为一种重要的抗肿瘤策略,它通过激活光敏剂来产生活性氧,从而诱导肿瘤细胞死亡。然而,PDT在临床应用中面临着肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)的低氧条件和高表达的缺氧诱导因子-1αHIF-1α)等挑战,这些因素限制了PDT的疗效。


为了克服这些限制,研究人员设计了一种新型纳米平台,旨在通过诱导铁死亡和缓解缺氧来增强PDT的抗肿瘤效果。这个平台利用了辣椒素(Capsaicin, CAP)的特性,CAP是一种能够特异性激活瞬时受体电位香草酸1Transient Receptor Potential Vanilloid 1, TRPV1)通道的物质,从而引起细胞内钙离子(Ca2+)浓度的增加。这一过程与铁死亡密切相关,并且可以通过抑制HIF-1α来减少肿瘤细胞的氧气消耗,从而增强PDT的效果。因此,研究人员CAP和光敏剂IR780共封装进高度生物相容性的人血清白蛋白(Human Serum Albumin, HSA)中,制造出了CI@HSA纳米颗粒(NPs),用于近红外(Near-Infrared, NIR)光照射下的协同肿瘤治疗。在这项研究中,首先验证了CI@HSA NPs的生物相容性和肿瘤靶向性。通过体外和体内实验,观察到CI@HSA NPs在肿瘤细胞中的积聚和分布,证实了其在PDT中的潜在应用价值。


此外,研究人员还研究了这种纳米平台在肿瘤治疗中的作用机制。研究结果表明,CI@HSA NPs能够有效诱导铁亡,并通过抑制HIF-1α来减轻肿瘤微环境的缺氧状态,从而增强PDT的抗肿瘤效果。此外,CI@HSA NPs还具有实时动态分布监测的能力,这对于指导临床治疗和评估疗效具有重要意义。综上所述,研究人员开发了一种新型的纳米平台CI@HSA NPs,它不仅能够通过促进铁亡来增强PDT的抗肿瘤效果,还能够通过缓解肿瘤微环境的缺氧状态来克服PDT治疗的局限性。这项工作为肿瘤治疗提供了新的视角和方法,特别是对于那些因为缺氧和高表达HIF-1α而对PDT治疗不敏感的肿瘤。此外,对于铁死亡在肿瘤治疗中的作用机制,以及如何更有效地将这种细胞死亡形式应用于临床治疗中,还需要进一步的研究。


引用文献:Y. Wang, X. Zhou, L. Yao, Q. Hu, H. Liu, G. Zhao, K. Wang, J. Zeng, M. Sun, C. Lv, Capsaicin Enhanced the Efficacy of Photodynamic Therapy Against Osteosarcoma via a Pro-Death Strategy by Inducing Ferroptosis and Alleviating Hypoxia. Small 2024, 2306916. https://doi.org/10.1002/smll.202306916


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