肿瘤是一种复杂且高度异质的疾病，其细胞的形态、弹性和细胞内微环境与正常细胞都有所不同。由于细胞生存环境中存在/或细胞结构固有的机械力，在很大程度上决定着肿瘤细胞的存活、增殖和迁移能力，因此，对于肿瘤细胞施加机械力刺激可能是一个改善肿瘤治疗效果的新策略。如今，外力刺激（磁场和超声等）响应系统的设计主要集中于促进局部药物的释放，而如何明确肿瘤细胞对外界施加机械力的特定响应，并通过力刺激诱导细胞的特定行为目前仍少有研究。
为此，我们设计出一种载有超顺磁性纳米颗粒（SPIOs）和茴香脑三硫酮（ADT，H2S供体药物）药物的磁性脂质体药物输送系统，通过在外界施加物理场，迅速地诱导磁性脂质体（SPIOs-ADT-LPs）被肿瘤细胞内吞，进而逐步施加磁力和超声力，机械诱导肿瘤细胞凋亡。该过程包括三个主要阶段：首先，外部设计磁场，促进肿瘤细胞对SPIO-ADT-LPs快速内吞，携带SPIOs的脂质体的细胞内吞过程可通过磁共振成像监控；同时，由于ADT的细胞内释放，细胞内不断产生H2S气泡，此阶段可通过实时超声进行成像示踪。进而，H2S的释放也诱导了细胞内Ca2+浓度和细胞内ROS环境的紊乱；最后，随着细胞内气泡的积累增加，细胞骨架受到挤压和破坏，导致细胞骨架的完全崩溃和爆炸，导致肿瘤细胞的彻底凋亡和坏死。
我们的研究证明，逐步递进的机械力刺激可调控细胞内生物学效应的反馈，最终导致肿瘤细胞的凋亡和物理性坏死，克服了肿瘤细胞内药物递送效率低和耐药性的产生等缺点。该研究于2019年10月9日在线发表到Nanoscale杂志。（Yang Liu, Jing Li, Heming Chen, Yan Cai, Tianyu Sheng, Peng Wang, Zhiyong Li, Fang Yang*, Ning Gu*. Magnet-activatable nanoliposomes as intracellular bubble microreactors to enhance drug delivery efficacy and burst cancer cells. Nanoscale. 2019, DOI: 10.1039/c9nr07021d.）
SPIOs-ADT-LPs的细胞内递送和细胞内气泡产生与骨架破坏结果。
研究进展