作为肿瘤发生和发展的标志之一，细胞凋亡逃避也是在肿瘤治疗过程中导致治疗耐药或失败的一大原因。有鉴于此，清华大学赵凌云教授、中国科学院过程工程研究所张贵峰研究员和北京化工大学谢文升教授设计成功并制备了一种用于乳腺癌治疗的Ca²⁺/Cu²⁺双离子“纳米陷阱”，其可通过同步诱导凋亡和类凋亡以有效避免细胞凋亡逃避。

本文要点：

（1）实验通过气体扩散法制备了负载双硫仑(DSF)的无定形碳酸钙纳米粒子(NPs)，随后通过自组装将Cu²⁺-单宁酸金属酚网络嵌入到纳米粒子表面，并进一步修饰mDSPE-PEG/脂质以构建得到负载DSF的Ca²⁺/Cu²⁺双离子纳米陷阱。被肿瘤细胞吞噬后，该纳米陷阱会溶酶体内发生酸触发的生物降解，从而同时释放Ca²⁺、Cu²⁺和DSF。研究发现，释放的Ca²⁺可引起线粒体钙过载，进而导致过氧化氢(H₂O₂)过表达。

（2）与此同时，与Ca²⁺/活性氧相关的线粒体功能障碍也会导致类凋亡性细胞死亡。实验结果表明，DSF的代谢产物DTC能够与Cu²⁺结合形成有毒的二硫代氨基甲酸盐(DTC)-铜络合物，从而进一步诱导和加强细胞凋亡。此外，释放的Cu²⁺也会被细胞内的谷胱甘肽还原生成Cu⁺，从而通过催化H₂O₂实现Cu⁺介导的类芬顿反应，以产生有毒的羟基自由基，诱导细胞凋亡。体外细胞实验和体内抗肿瘤实验均证实了该双离子纳米陷阱能够实现显著的肿瘤治疗效果。综上所述，该研究构建的多功能纳米平台有望进一步拓展双离子介导的细胞凋亡及类凋亡的应用范围。

Zhenhu Guo. et al. Apoptosis and Paraptosis Induced by Disulfiram-Loaded Ca²⁺/Cu²⁺ Dual-Ions Nano Trap for Breast Cancer Treatment. ACS Nano. 2024

DOI: 10.1021/acsnano.3c10173

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c10173