为了攻克这些难题，北京化工大学等研究机构的研究人员开展了一项关于生物屏障适配仿生纳米药物联合超声用于增强癌症治疗的研究。他们构建了一种名为 MSF@CCM 的仿生纳米平台，将中孔二氧化硅负载的羟基氧化铁（MSF）核心用同源细胞膜伪装起来。研究发现，该纳米平台在超声的辅助下，能有效克服生物屏障，显著抑制肿瘤生长，且生物相容性良好，为癌症治疗开辟了新的道路。该研究成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上。
研究人员为开展此项研究，主要运用了以下关键技术方法：首先通过化学合成法制备了 MSF 和 MSF@CCM 纳米材料；利用透射电子显微镜（TEM）、动态光散射（DLS）等多种表征技术对其结构和性能进行分析；采用细胞实验和动物实验，分别在体外和体内研究纳米平台的靶向性、穿透性、细胞毒性及抗肿瘤效果；借助电子自旋共振（ESR）光谱等技术检测活性氧（ROS）的产生情况。
下面来看具体的研究结果：
- MSF 和 MSF@CCM 的制备与表征：通过改进的化学方法成功合成了 MSF，其具有规则的球形形态、粗糙的表面和多孔结构，且含有均匀分布的 Fe、Si 和 O 元素。用癌细胞膜（CCM）伪装 MSF 得到 MSF@CCM 后，其表面电位改变，胶体稳定性增强，且成功保留了 CCM 上的关键蛋白。
- MSF@CCM 的体外同源靶向和免疫逃逸：表面黏附分子使 MSF@CCM 对同源癌细胞具有高度特异性靶向能力，肿瘤相关抗原则使其具备免疫逃逸能力，能有效减少巨噬细胞的摄取。
- MSF@CCM 的体内药代动力学和同源靶向：MSF@CCM 在血液中具有更高的保留率，能快速且选择性地在肿瘤部位积累，在肿瘤组织中的荧光信号和铁含量均显著高于 MSF。
- MSF@CCM 的空化效应：MSF 和 MSF@CCM 在超声照射下均能有效诱导空化效应，其多孔结构和粗糙表面为空化成核提供了稳定位点。
- MSF@CCM 的体内外穿透能力：在多细胞肿瘤球（MTSs）模型和体内实验中，超声触发的空化效应能显著增强 MSF@CCM 的穿透能力，使其能够深入肿瘤组织。
- MSF@CCM 的体外 ROS 生成及机制：MSF@CCM 在超声照射下能产生大量 ROS，通过 Fenton 反应和谷胱甘肽（GSH）消耗等机制，增强细胞内氧化应激，诱导铁死亡。
- MSF@CCM 的体外细胞毒性及机制：MSF@CCM 对正常细胞毒性较低，但对癌细胞具有剂量依赖性的细胞毒性，联合超声照射可有效诱导癌细胞发生铁死亡。
- MSF@CCM 的体内肿瘤抑制作用：在 4T1 荷瘤小鼠模型中，MSF@CCM 联合超声治疗展现出最佳的治疗效果，肿瘤抑制效率高达 96.5%，且对小鼠体重和主要器官无明显不良影响。
研究结论和讨论部分指出，MSF@CCM 纳米平台整合了仿生伪装和物理能量响应工程，通过同源靶向、超声增强穿透和 ROS 诱导铁死亡的协同作用，显著提高了抗肿瘤活性。与传统的仅依赖 ROS 生成的声催化纳米药物不同，MSF@CCM 提供了一种全新的协同治疗策略。同时，该研究也为开发针对高屏障肿瘤的靶向治疗药物奠定了基础，未来将仿生纳米药物与免疫治疗、基因治疗等相结合，有望进一步提高肿瘤治疗的精准性和有效性，推动纳米医学在癌症治疗领域的临床转化。
