文章核心观点 - 铁死亡是一种铁依赖的脂质过氧化形式的受调控细胞死亡，在肿瘤治疗中具有潜力但效果受限，纳米技术的最新进展为革新肿瘤铁死亡治疗提供了新视角 [2] - 一篇发表于Cell Biomaterials的综述系统总结了铁死亡生物学机制与纳米材料设计的关系，强调纳米药物递送系统可调控分子途径、破坏细胞器功能并提高肿瘤特异性递送，为设计先进递送系统提供见解 [3][4] - 尽管铁死亡在临床前模型有效，但在临床试验中未能提高患者生存率，关键挑战在于提高铁死亡诱导剂向肿瘤组织的递送效率 [7] - 纳米药物递送系统能作为功能性药物载体，通过靶向细胞内多个分子通路、调节细胞器功能以及提高肿瘤特异性递送来诱导增强型铁死亡，有望改善癌症治疗临床结果 [27] 铁死亡在肿瘤治疗中的潜力与挑战 - 癌症是全球主要健康挑战和死亡主因，传统化疗和放疗存在缺陷，如癌细胞产生耐药性及肿瘤微环境缺氧抑制放疗效果，亟需开发通过新机制诱导细胞死亡的疗法 [6] - 铁死亡通过调节细胞内氧化与抗氧化系统动态平衡，为克服传统癌症疗法临床瓶颈提供机会，其治疗效果已在胰腺导管腺癌、肝细胞癌等多种癌症类型中得到验证 [6] - 表现出高间充质表型的癌细胞对多种癌症治疗方法抗性增强，但却特别容易受到铁死亡影响，突显了铁死亡在肿瘤治疗中的潜力 [6] - 铁死亡诱导剂在临床前模型有效但在临床试验中未能提高生存率，提高其向肿瘤组织的递送效率及协调不同诱导剂的治疗窗口以实现协同效应是该领域关键挑战 [7] 纳米技术在铁死亡治疗中的应用优势 - 纳米技术能通过多功能纳米材料作为载体实现多种治疗剂的协同递送，产生协同治疗效果，克服癌细胞相关的铁死亡抗性，并更有效靶向多种分子途径 [8] - 纳米载体具有增强的渗透和滞留效应，有助于其在肿瘤组织中的被动积累，通过合理设计和表面修饰可实现肿瘤主动靶向，避免快速肾清除并逃避免疫清除 [8] - 纳米载体可被设计成对肿瘤特异性刺激作出响应，实现对铁死亡诱导剂的时空受控释放，最大程度减少过早释放并降低脱靶损伤 [8] - 纳米药物递送系统通过增强肿瘤特异性递送并保护药物免受降解，为克服传统铁死亡诱导剂局限性提供显著有效策略，实现更有效且更安全的癌症治疗 [8] 综述主要内容框架 - 综述建立了铁死亡生物学与纳米材料科学之间的关联，首先在分子层面阐明铁死亡机制，重点关注纳米材料如何作为递送载体通过多种分子途径协同诱导铁死亡 [9] - 探讨了功能失调的细胞器在铁死亡中的作用，并总结功能性纳米平台如何调控不同细胞器以增强细胞铁死亡 [9] - 强调功能性纳米载体如何提高铁死亡诱导剂的递送效率，从而提高生物利用度、实现肿瘤特异性靶向、促进肿瘤深层渗透并降低全身毒性 [9] - 最后总结了铁死亡在临床应用中的当前局限性以及基于纳米技术的肿瘤铁死亡未来发展方向 [9] 纳米诱导剂的设计策略 - 利用生物学机制设计用于协同铁死亡癌症治疗的纳米诱导剂 [11] - 通过提高细胞内铁离子水平诱导铁死亡 [13] - 通过调控电子转移以诱导铁死亡 [15] - 通过调整反应条件及与其他治疗策略的相互作用来诱导铁死亡 [18] - 通过靶向线粒体代谢、溶酶体及膜成分等特定细胞器来诱导铁死亡的策略 [19][21][23] 递送策略与未来展望 - 铁死亡诱导的给药途径依赖性递送策略 [25] - 响应性释放诱导铁死亡的策略 [27] - 基于纳米药物递送系统的铁死亡诱导剂已被证明能有效改善铁死亡癌症疗法，预计未来将会有更多努力致力于解决相关挑战，以改善临床结果并提高患者生活质量 [27]