摘要
目的：骨肉瘤（Osteosarcoma,OS）是原发性骨恶性肿瘤中最常见的肿瘤类型，尤其以儿童和青少年多见。目前骨肉瘤的治疗方式主要是手术和化疗（包括新辅助化疗和辅助化疗）结合应用，但治疗过程中所使用的强化化疗方案会带来急性或长期的毒性作用，而且单纯的化疗容易引起肿瘤产生耐药性，这些都严重限制了骨肉瘤的治疗。此外，过去的三十多年来，骨肉瘤的临床治疗遇到了瓶颈，治疗效果仅有一定的改善。铁死亡是最近发现的一种新型调节细胞死亡方式，具有优秀的抗肿瘤潜力，而且铁死亡联合化疗可以减少化疗毒性和肿瘤耐药性。因此，本研究通过肿瘤细胞膜包被装载化疗药物顺铂（CDDP）和铁死亡诱导剂iFSP1的金属有机框架（MOF）四（4-羧苯基）卟啉铁（Tetrakis(4-carboxyphenyl)porphyriniron，TCPP（Fe）），制备智能靶向纳米材料mTCPP(Fe)@CDDP-iFSP1(mTCi)，旨在靶向骨肉瘤，并联合铁死亡和化疗发挥抗骨肉瘤作用。此外，进一步探讨肿瘤细胞膜包被MOF纳米靶向递药系统mTCi通过铁死亡联合化学治疗对骨肉瘤的杀伤效果，并对其涉及的相关分子机制进行验证。 方法：通过物理搅拌和挤出法制备mTCi纳米颗粒，使用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、动态光散射粒度仪（DLS）、傅里叶红外成像仪（FTIR）和十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）等仪器或方法检测纳米颗粒的表征和稳定性。通过共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）和小动物活体成像技术验证mTCi在体外、体内的同源靶向能力和免疫逃逸能力。体外通过细胞实验如CCK-8实验、克隆形成实验、活死细胞染色、划痕实验和Transwell实验检测mTCi对骨肉瘤MNNG/HOS细胞活力、增殖和迁移的影响。通过构建骨肉瘤皮下移植瘤动物模型，体内验证mTCi对骨肉瘤移植瘤的生长抑制效果。取出肿瘤组织和主要脏器，进行Hamp;E染色，观察肿瘤组织和主要脏器有无组织形态学的改变。通过DCFH-DA探针对mTCi处理后的细胞进行荧光染色检测ROS变化情况，使用MDA检测试剂盒检测mTCi处理后MDA的含量变化。使用WesternBlot检测mTCi处理后铁死亡相关蛋白的表达情况。对肿瘤组织进行Hamp;E染色、TUNEL凋亡染色、GPX4和FSP1免疫荧光染色，探讨mTCi抗骨肉瘤的相关分子机制。 结果：通过挤出法成功制备纳米复合材料mTCi，SEM电镜结果显示挤出后的纳米材料表面包覆有一层脂质膜结构，具有典型的核-壳结构，DLS检测mTCi的平均粒径大小是179.67nm，zeta电位为-19.33±1.559mV，其余表征结果都表明肿瘤细胞膜成功包被纳米材料，并具有良好的稳定性。CLSM和小动物活体成像结果则表明mTCi在体外和体内都具有肿瘤同源靶向能力，可以在肿瘤部位显著聚集。体外细胞实验结果表明mTCi可以显著抑制骨肉瘤MNNG/HOS细胞的活力、增殖和迁移能力。而在体内，mTCi可以抑制骨肉瘤皮下移植瘤的生长，且对裸鼠脏器没有明显的毒副作用。通过DCFH-DA探针和MDA检测试剂盒检测发现mTCi可以使MNNG/HOS细胞产生大量的ROS和MDA。WesternBlot结果表明mTCi处理后MNNG/HOS细胞铁死亡相关蛋白GPX4、SLC7A11和FSP1表达下降。肿瘤组织Hamp;E染色、TUNEL凋亡染色、GPX4和FSP1免疫荧光染色结果显示mTCi使肿瘤组织中凋亡细胞显著上升，GPX4和FSP1表达显著降低。 结论：本文通过肿瘤细胞膜包被MOF制备具有同源靶向能力的仿生纳米药物递送平台（mTCi），用于协同铁死亡和化疗治疗骨肉瘤。mTCi不仅具有良好的肿瘤靶向和免疫逃逸能力，可以延长在机体内的血液循环时间并能在肿瘤部位聚集，而且在体外和体内都表现出了良好的抗骨肉瘤效果。同时，分析mTCi杀伤骨肉瘤的相关分子机制是通过抑制GPX4和FSP1诱导铁死亡的发生，并增强顺铂的化疗作用，由此协同铁死亡和化疗治疗骨肉瘤，为骨肉瘤的治疗提供了一种新策略。
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