用于三阴性乳腺癌治疗中增强铁死亡效应的氯配位铁单原子纳米酶

《Journal of Nanobiotechnology》：Chlorine-coordinated iron single-atom nanozymes for amplified ferroptosis in triple-negative breast cancer therapy

三阴性乳腺癌治疗中，新型铁基单原子纳米酶FeN4Cl通过轴向氯配位增强催化活性，激活NCOA4介导的铁蛋白吞噬，自主释放铁离子并协同Fenton反应和氧化还原失衡，形成细胞死亡反馈环路。红细胞膜封装提升生物相容性与靶向性，抑制肿瘤生长。

　　

摘要

三阴性乳腺癌（TNBC）是一种侵袭性强的乳腺癌亚型，治疗选择有限且预后较差。尽管单原子纳米酶（SAzymes）在癌症治疗中显示出潜力，但它们诱导铁死亡（ferroptosis）的能力仍然有限。本文介绍了一种经过合理设计的基于铁的SAzyme，该酶具有轴向氯原子配位结构（FeN₄Cl），结合了催化和代谢功能以增强TNBC中的铁死亡效应。这种工程化的Fe-Cl配位结构能够策略性地调节d带中心相对于费米能级的位置，从而显著提高过氧化物酶样活性（增加了2.0倍）和谷胱甘肽氧化酶样活性（增加了3.2倍），相较于传统的FeN₄结构。重要的是，这种电子调控机制触发了NCOA4介导的铁蛋白吞噬作用，建立了一种自主的铁供应机制，提升了细胞内不稳定的Fe²⁺水平。氧化还原稳态的破坏与放大的芬顿反应（Fenton reactions）共同作用，形成了一个诱导细胞死亡的反馈循环。将FeN₄Cl封装在红细胞膜内（FeN₄Cl/RBC）可以提高其生物相容性和肿瘤靶向性。体外和体内研究均表明，FeN₄Cl/RBC通过有效的铁死亡作用显著抑制了肿瘤生长，为开发临床可行的基于纳米酶的疗法提供了有前景的方法。

图形摘要