近年来，声动力学疗法（SDT）作为一种新兴的非侵入性癌症治疗手段迅速发展。SDT在超声辐射下通过声敏剂和氧气的参与产生活性氧（ROS）来杀死肿瘤细胞，具有高穿透深度的优点，引起了广泛的关注。然而，在针对缺氧肿瘤的声动力学治疗中，高活性氧（ROS）的产生和声敏剂系统的简单构造仍然具有挑战性。近日，北京化工大学刘惠玉教授课题组联合解放军301医院制备了MOF衍生的双层硅酸锰空心纳米颗粒（DHMS），在超声下具有高效的ROS产率，用于多模式成像引导的声动力学治疗。

图 |  DHMS用于成像引导的声动力治疗示意图。

本文要点

1）该双层空心硅酸锰纳米颗粒（DHMS），是通过使用沸石-咪唑盐骨架（ZIF-8）作为模板原位生长Mn²⁺制备的。DHMS中包含的Mn元素可以在超声辐射下被空穴氧化，从而提高了ROS产生效率。DHMS在超声辐射下可以生成大量的单线态氧（¹O₂）和羟基自由基（•OH），¹O₂水平增加了约3.4倍，并且•OH的产生也大大提高。

图 | DHMS的制备和表征。

2）DHMS具有通过与内源性H₂O₂反应产生O₂的出色能力，可以克服肿瘤的缺氧以提高SDT的效率。此外，由于锰离子的存在，DHMS具有强大的超声和磁共振（MRI）成像能力，这有利于肿瘤的监测和治疗。

图 | 体外细胞实验。

3）体内实验证明DHMS具有很高的肿瘤治疗效率（92.0％），被证明具有高度的肿瘤抑制作用和良好的生物安全性。

图 | 体内实验。

综上，该项工作成功开发了一种基于锰元素的空心纳米颗粒DHMS，具有声敏和氧气产生能力，可以克服依赖O₂的声动力疗法的缺点，并实现有效的癌症治疗。这种由MOF衍生的纳米颗粒为开发缺氧肿瘤声动力治疗中的具有高ROS功效的声敏剂开辟了新途径。

参考文献：

Xueting Pan et al. MOF‐Derived Double‐Layer Hollow Nanoparticles with Oxygen Generation for Multimodal Imaging‐Guided Sonodynamic Therapy. Angew. Chem. Int. Ed. 2020.

https://doi.org/10.1002/anie.202004894