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  鐵死亡是一種鐵依賴的以細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）累積為特征的程序性細(xì)胞死亡。在該過程中，F(xiàn)e²⁺/Fe³⁺通過與過氧化氫（H₂O₂）發(fā)生芬頓反應(yīng)而產(chǎn)生ROS。近年來，新興的鐵基納米材料被廣泛開發(fā)用于腫瘤鐵死亡治療（FT）。然而，由于腫瘤細(xì)胞中H₂O₂含量有限、芬頓反應(yīng)速率相對(duì)較低以及活性谷胱甘肽過氧化物酶（GPX4），鐵基納米材料的腫瘤FT很難收到理想的療效。因此，急需開發(fā)可同時(shí)提高腫瘤細(xì)胞內(nèi)H₂O₂水平、加速芬頓反應(yīng)速率和降低GPX4活性的新型納米材料，從而誘導(dǎo)高效腫瘤FT。

  南方醫(yī)科大學(xué)沈折玉教授課題組長(zhǎng)期聚焦于磁共振成像(MRI)造影劑及其腫瘤鐵死亡治療應(yīng)用研究，在近期工作基礎(chǔ)上（Nanoscale Horiz. 2022, 7, 403-413; Nano Letter. 2021, 21, 9551-9559; Adv. Mater. 2021, 33, 2007768; Small 2020, 16, 1906870; Biomaterials 2020, 244, 119979; Biomaterials 2020, 235, 119783; ACS Nano2020, 14, 7-11; Nat. Commun. 2019, 10, 1241; Small 2019, 15, 1903422; ACS Nano 2018, 12, 11355-11365; ACS Nano 2018, 12, 8129-8137; Adv. Mater. 2018, 30, 1803163; Adv. Mater. 2018, 30, 1704007; ACS Nano 2017, 11, 10992-11004），受物理學(xué)中“回旋加速器”概念的啟發(fā)，沈折玉教授課題組提出了回旋加速腫瘤細(xì)胞中ROS生成的新概念，以實(shí)現(xiàn)高效腫瘤FT。沈折玉教授帶領(lǐng)課題組成員設(shè)計(jì)并開發(fā)了一種自組裝納米粒子（即SA-SFN-FGNP），該納米粒綜合利用腫瘤微環(huán)境（TME）和內(nèi)涵體酸性條件、芬頓反應(yīng)、胱氨酸/谷氨酸逆轉(zhuǎn)運(yùn)體(System X_C^-)以及GPX4，在腫瘤細(xì)胞中回旋加速ROS的生成，實(shí)現(xiàn)了高效腫瘤FT。同時(shí)，SA-SFN-FGNP具有非常高的縱向弛豫率（r₁, 33.43 mM^-1 s^-1, 3.0 T），實(shí)現(xiàn)了腫瘤FT的MRI可視化。該研究成果以“Cycloacceleration of Reactive Oxygen Species Generation Based on Exceedingly Small Magnetic Iron Oxide Nanoparticles for Tumor Ferroptosis Therapy”為題發(fā)表于Small 2022。

  南方醫(yī)科大學(xué)碩士研究生周惠敏和盧旋旖為本文的共同第一作者，南方醫(yī)科大學(xué)沈折玉教授、邱小忠教授、南方醫(yī)院許乙凱教授和廈門大學(xué)周子健副教授為共同通訊作者。這項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金和廣州市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。