肿瘤磁感应热疗作为新型绿色肿瘤治疗方法，主要利用磁性纳米颗粒的尼尔弛豫(Néel Relaxation) 和布朗弛豫(Brownian Relaxation)等效应，在外加交变磁场的作用下产热，使肿瘤组织快速达到一定的温度而杀灭或诱导肿瘤细胞凋亡，并且磁场穿透深度强，副作用小，更适合深部肿瘤组织治疗与临床转化。一般来说，肿瘤磁感应热疗主要有两个温度窗口。肿瘤组织温度在50度以上的磁感应热消融治疗可以非常有效，快速地清除肿瘤，但也容易对周围正常组织造成损伤; 40-45°C左右的低温范围可以诱导癌细胞死亡而没有正常细胞受损，但肿瘤细胞会产生对热应激的抵抗力，使得治疗效果大大折扣。因此，探索新的治疗策略具有重要意义。为了克服42°C温和磁感应热疗中肿瘤细胞对热应激的耐受性问题，在这项工作中，我们引入了纳米酶催化治疗肿瘤的策略。以PEG和α-环糊精通过包合作用形成并具有剪切变稀效应和温敏相转变能力的超分子水凝胶作为治疗平台；以PEI修饰的8 nm Fe3O4纳米颗粒为磁热源和类过氧化物酶；将凝胶注射于肿瘤组织，施加交变磁场使Fe3O4颗粒产热至42°C，肿瘤组织得到热疗的同时凝胶液化促进凝胶中各组分在肿瘤细胞间隙扩散，并产生较高浓度的H2O2，Fe3O4颗粒在肿瘤微酸性环境中发挥模拟酶功效，通过芬顿反应催化H2O2产生•OH杀伤肿瘤细胞。热疗促进Fe3O4纳米酶酶活性增强而产生更多•OH，•OH进一步损伤热疗中高表达的热休克蛋白HSP 70等，使得热疗效果提升，基于磁性纳米颗粒的磁感应热疗和纳米酶促氧化协同治疗使得肿瘤治疗效果显著，42°C温热疗即可消退小鼠乳腺癌皮下瘤，这种由单一纳米颗粒发挥高温和催化疗法的双重功能以协同地治疗肿瘤策略为更安全和精确地协同治疗实体瘤提供了通用平台。后续我们将更加系统地研究肿瘤磁感应热疗中存在的瓶颈，以期为磁感应热疗走向临床贡献绵薄之力。
Haoan Wu; Lei Liu; Lina Song; Ming Ma*; Ning Gu*; Yu Zhang*; Enhanced Tumor Synergistic Therapy by Injectable Magnetic Hydrogel Mediated Generation of Hyperthermia and Highly Toxic Reactive Oxygen Species；ACS Nano; 2019
文章已在ACS Nano在线：https://doi.org/10.1021/acsnano.9b06134
研究进展