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Molecular Cancer
靶向金属中毒在肿瘤治疗中的应用:金属纳米颗粒的潜力

2025-10-18

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本文系统总结了金属离子依赖性程序性细胞死亡(metalloptosis)的最新研究进展,重点阐述了铁、铜、锌、钙等金属离子在多种肿瘤治疗中的作用机制。同时,作者探讨了金属纳米颗粒在克服肿瘤耐药性、增强治疗效果中的应用前景,为肿瘤精准治疗提供了新策略。

 

文献概述
本文《Targeting metalloptosis in tumor therapy: from molecular mechanisms to application of metal nanoparticles》发表于《Molecular Cancer》杂志,回顾并总结了金属离子调控的程序性细胞死亡(metalloptosis)的分子机制及其在肿瘤微环境中的作用。文章还重点探讨了利用金属纳米颗粒靶向metalloptosis通路在克服肿瘤耐药性方面的潜力。

背景知识
程序性细胞死亡(RCD)包括多种形式,如凋亡、铁死亡(ferroptosis)、铜死亡(cuproptosis)等。这些死亡形式由不同的信号通路调控,并与肿瘤的发生、发展及耐药性密切相关。铁死亡是铁离子依赖的脂质过氧化物积累引发的细胞死亡,已被广泛研究用于癌症治疗。铜死亡则由线粒体铜离子过载引起,与铁-硫簇蛋白的失稳和脂酰化蛋白异常聚集相关。近年来,随着金属离子在肿瘤治疗中的研究深入,metalloptosis作为一类新兴的RCD形式,其在肿瘤微环境(TME)中调控免疫细胞浸润和肿瘤进展的作用日益受到关注。然而,如何精准调控金属离子在肿瘤组织中的浓度、选择性诱导肿瘤细胞死亡仍是一个挑战。金属纳米颗粒(MNPs)因其可控释放、靶向递送和多重治疗潜力,成为解决这一问题的重要工具。本文系统总结了metalloptosis的信号通路及其与肿瘤耐药性的关系,为开发基于金属离子靶向的纳米治疗策略提供理论基础。

 

提供多种肿瘤细胞系和体内药效模型,支持皮下、静脉或原位接种,适用于抗肿瘤药物筛选及体内研究。

 

研究方法与实验
文章系统回顾了金属离子依赖的程序性细胞死亡类型,包括铁死亡(ferroptosis)、铜死亡(cuproptosis)、锌死亡(lysozincrosis)、锰中毒(manganism)、钙死亡(calcicoptosis)和钠死亡(NECSO)。作者通过文献综述和机制分析,整合了这些死亡通路的信号调控网络,并探讨其在肿瘤微环境中的作用。此外,文章还讨论了金属纳米颗粒(MNPs)在靶向metalloptosis通路中的应用,包括其在调控铁死亡、铜死亡中的机制,以及与免疫治疗、放射治疗、光热治疗等联合治疗的潜力。

关键结论与观点

  • metalloptosis是一类由金属离子(Fe²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Ca²⁺, Mn²⁺, Na⁺)调控的程序性细胞死亡形式,具有特定的形态学和分子信号特征。
  • 铁死亡由Fe²⁺通过Fenton反应引发脂质过氧化物积累,导致细胞膜破裂。关键通路包括铁代谢、GSH合成和脂质过氧化。
  • cuproptosis由线粒体铜过载触发,导致TCA循环蛋白异常聚集,Fe-S簇蛋白失稳,最终引发细胞死亡。
  • lysozincrosis由TRPML1通道介导,通过溶酶体锌释放诱导线粒体肿胀和功能障碍,促进黑色素瘤细胞死亡。
  • 金属纳米颗粒可通过靶向metalloptosis通路,如Fe、Cu、Zn、Ca等,诱导肿瘤细胞死亡并克服耐药性。
  • metalloptosis在肿瘤免疫微环境中具有调控作用,可影响T细胞、巨噬细胞浸润及抗肿瘤免疫应答。
  • 调控metalloptosis相关信号通路(如GPX4、NRF2、TRPM4)是增强肿瘤治疗敏感性的新策略。

研究意义与展望
metalloptosis为肿瘤治疗提供了新的靶点,尤其在克服传统凋亡耐药方面具有重要价值。未来研究应聚焦于开发肿瘤特异性金属离子递送系统,并结合纳米技术与联合治疗策略,以提升临床转化效率。此外,探索不同metalloptosis通路之间的串扰及其在肿瘤微环境中的免疫调控作用,将为精准肿瘤免疫治疗提供新方向。

 

提供基因编辑动物模型构建、表型分析及疾病模型验证服务,涵盖多种肿瘤、神经退行性疾病、代谢疾病等研究方向。

 

结语
本文系统总结了metalloptosis的分子机制及其在肿瘤治疗中的应用前景。作者指出,铁、铜、锌、钙、锰和钠离子均能触发不同的程序性细胞死亡形式,这些机制在肿瘤耐药和免疫调节中发挥重要作用。金属纳米颗粒因其可控释放、靶向递送和多重信号调控能力,成为克服肿瘤耐药性的有力工具。通过靶向metalloptosis相关通路,MNPs可诱导肿瘤细胞死亡并重塑免疫微环境,为未来的肿瘤纳米omedicine提供理论基础和应用方向。文章强调,未来研究需进一步优化金属离子递送策略,实现肿瘤特异性metalloptosis诱导,并探索其在联合治疗中的最佳应用模式。

 

文献来源:
Jinxiang Wang, Qin Tian, Yuchen Liu, Leli Zeng, and Yihang Pan. Targeting metalloptosis in tumor therapy: from molecular mechanisms to application of metal nanoparticles. Molecular Cancer.
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