多功能中空二氧化锰纳米平台介导的膜钙化强化肿瘤治疗新策略

　　本研究构建了一种基于中空二氧化锰（HMnO2）的多功能纳米平台HMn@CaT，通过负载碳酸钙（CaCO3）和缺氧激活前药替拉扎明（TPZ），并修饰透明质酸（HA）实现靶向递送。该平台在肿瘤微环境（TME）中响应性释放Ca2+和Mn2+，分别诱导细胞膜钙化（强化缺氧）和芬顿样反应（生成·OH），同时激活TPZ转化为高毒性BTZ自由基，协同增强抗肿瘤效果。

　　

Materials

替拉扎明（TPZ）购自J&K Chemical公司。原硅酸四乙酯（TEOS）和高锰酸钾（KMnO₄）购自国药化学试剂有限公司。碳酸氢铵采购自天津科密欧化学试剂研发中心。无水氯化钙购自天津石英钟厂霸州化工分厂。氨水、碳酸钠和无水乙醇购自阿拉丁化学有限公司。Invitrogen公司提供了细胞培养相关试剂。

The preparation and characterization of HMn@CaT

HMn@CaT的合成流程如方案1所示。简要步骤如下：首先合成单分散二氧化硅纳米颗粒（SiO₂）作为模板用于制备MnO₂；随后将SiO₂与KMnO₄溶液混合，使KMnO₄在SiO₂表面还原为MnO₂；用NaCO₃溶液蚀刻MnO₂@SiO₂中的硅核，制备出中空MnO₂纳米结构；最后利用其中空结构同步负载CaCO₃和TPZ，并通过表面修饰透明质酸（HA）获得最终纳米平台。

Conclusions

综上所述，我们巧妙设计并合成了一种多功能纳米药物HMn@CaT，旨在通过化疗（Chemotherapy）和化学动力学疗法（CDT）实现肿瘤靶向治疗。与既往报道的MnO₂纳米结构相比，本研究开发的HMn@CaT具有高效负载和精准控释CaCO₃与TPZ的优势。表面修饰的HA使HMn@CaT能够特异性靶向肿瘤组织。特别值得注意的是，CaCO₃的引入通过膜钙化作用显著加剧肿瘤细胞缺氧，从而激活TPZ的细胞毒性效应，与MnO₂介导的化学动力学治疗产生协同增效作用。