铁死亡是近年来新发现的一种非凋亡形式的细胞死亡方式,因其独特的优势在癌症治疗中受到广泛关注。然而,铁死亡作用受到活性氧(ROS)产生效率和肿瘤抗氧化微环境的制约。芬顿反应是一种有效的诱导肿瘤细胞铁死亡的方法,其通过亚铁离子与肿瘤细胞内的过氧化氢(H2O2)反应生成ROS,进而引起脂质过氧化。然而,肿瘤细胞为保持其自身的氧化还原稳态平衡会上调细胞中谷胱甘肽(GSH)和硫氧还蛋白1(Trx 1)的表达,以消耗芬顿反应产生的ROS,从而削弱ROS引起的肿瘤细胞铁死亡。因此,开发一种既能高效产生ROS,Tibiocalcalneal arthrodesis又能逆转肿瘤抗氧化微环境以增强铁死亡作用的策略具有重要意义。近来,有研究表明放疗可以诱导ROS的产生和GSH的消耗来增加脂质过氧化物的积累。因此,放疗联合芬顿反应更易引起脂质过氧化,促进肿瘤细胞铁死亡。基于此背景,本课题设计了一种调节氧化还原稳态的纳米药物(HPNPs)协同放疗用于增强肿瘤铁死亡的敏感性。HPNPs通过铁死亡诱导剂血红素(hemin)和Trx-1抑制剂PX-12与人血清白蛋白共组装构建而成。在肿瘤治疗中,hemin通过芬顿反应将H2O2转化为ROS,从而诱导铁死亡,而PX-12则有效地抑制抗氧化物质Trx-1的活性,以抑制ROS的消耗,从而增强铁死亡的效率。将放疗与HP NPs联合,放疗不仅可以消耗肿瘤微环境中的抗氧化剂GSH,而且诱导产生额外的ROS,进一步促进铁死亡。主要相关研究内容如下:首先研究纳米药物HP NPs的物理化学性质。采用紫外分光光度计(UV-Vis)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对HPNPs中的成分进行分析,结果证明HPNPs的成功制备。采用透射电子显微镜(TEM)观察HPNPs的形态,发现HPNPs粒径均匀且呈类球形。动态光散射(DLS)测定HPNPs的平均粒径为141.7±2.3nm,zeta电势为-19.9±0.2mV。亚甲基蓝(MB)降解实验表明HP NPs能够产生ROS。HP NPs的溶血率低于5%,表明HPNPs具有良好的生物安全性。其次采用B16F10黑色素瘤细胞进行HP NPs的体外抗肿瘤性能研究。细胞摄取实验表明HP NPs摄取效率远高于游离药,且呈现时间依赖性。MTT实验表明HP NPs联合放疗对细胞杀伤作用强,且能够引起肿瘤细胞铁死亡。活性氧实验表明HP NPs联合放疗具有优异的ROS产生性能。GSH和Trx-1实验表明HPNPs联合放疗可以降低肿瘤细胞内抗氧化物质GSH和Trx-1的含量,减少ROS的消耗,增强ROS引起脂质过氧化的能力。丙二醛(MDA)实验、谷胱甘肽过氧化物4(GPX4)实验和线粒体膜电位(MMP)实验表明HP NPs联合放疗能够增加MDA的含量,降低GPX4的活性和MMP,增强肿瘤细胞铁死亡。最后构建荷B16F10黑色素瘤的C57BL/6小鼠模型,评估HP NPs的体内分布和抗肿瘤性能。小鼠活体成像实验表明HPNPs能够有效蓄积于肿瘤部位。抑瘤实验表明HP NPs联合放疗显著抑制肿瘤生长。解剖出的肿瘤进行GPX4的Western Blot实验、GSH实验和MDA实验,结果表明HP NPs联合放疗可以显著诱导铁死亡。丙氨酸转氨酶(ALT)、血肌酐(CREA)含量和组织学分析初步表明HP NPs联合放疗具有良好的生物安全性。综上,本课题构建了一种能够调控氧化还原稳态的纳米PD-0332991作用粒,同时联合应用放疗用于增强肿瘤铁死亡。我们的策略既能实现高效产生ROS,又能逆转肿瘤抗氧化微购买KPT-330环境,从而增强铁死亡在肿瘤治疗中发挥的作用。我们的研究为增强肿瘤治疗中铁死亡敏感性提供了一种创新的策略。