Naked mesoporous rhodium nanospheres with glutathione depletion and photothermal capabilities for tumor therapy

一、文献基础信息

· 标题：Naked mesoporous rhodium nanospheres with glutathione depletion and photothermal capabilities for tumor therapy

· 期刊：Journal of Colloid and Interface Science（胶体界面一区 TOP）

· DOI：10.1016/j.jcis.2024.18617

· 原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979724018617

· 发表时间：2024

· 作者：Haixiang Wang，Hongwei Wang 等

摘要概要：利用两亲嵌段共聚物 PEO (10500)-b-PMMA (18000) 作为软模板，合成无表面修饰裸介孔铑纳米球（Rh MNs）；该材料具备耗竭谷胱甘肽 (GSH) 与光热转换双重功能，实现 GSH 耗竭联合光热协同*肿瘤，在结肠癌 CT26、胰腺癌 BxPC-3 动物模型取得优异抑瘤效果，胰腺癌模型治愈率可达 80%。

原理示意图：PEO-b-PMMA 嵌段共聚物在 DMF 溶剂中自组装形成胶束软模板；金属铑离子在模板间隙发生还原，形成介孔铑纳米球；去除高分子模板后得到裸介孔铑纳米球 Rh MNs；Rh MNs 一方面消耗胞内 GSH 解除肿瘤抗氧化防御，另一方面近红外光照产生光热杀伤肿瘤，双重协同*肿瘤。

二、文献核心主要内容

研究背景

肿瘤细胞高表达谷胱甘肽 GSH，清除活性氧，是肿瘤耐受光热、氧化应激治疗的重要原因。介孔贵金属纳米材料具有大比表面积、丰富活性位点，在肿瘤治疗领域潜力巨大。传统介孔金属纳米材料合成大多需要硬模板；PEO-b-PMMA 两亲嵌段共聚物胶束是经典软介孔模板，可用于介孔贵金属纳米球制备。本文合成无额外表面包覆的裸介孔铑纳米球 Rh MNs，无需复杂后续修饰，同时实现 GSH 耗竭 + 光热治疗，用于胰腺癌、结肠癌的治疗。

材料合成路线（软模板法）

1. 以西安瑞禧生物 PEO (10500)-b-PMMA (18000)两亲嵌段共聚物作为软模板；该高分子在 DMF 溶剂中自组装形成胶束；

2. 铑金属前驱体溶解于胶束的疏水间隙；抗坏血酸作为还原剂，还原金属离子，在胶束模板间隙生长铑金属骨架；

3. 溶剂洗涤去除高分子胶束模板，得到裸介孔铑纳米球 Rh MNs，无表面有机包覆，暴露大量金属活性位点。

关键实验结果

1. 材料理化性能：Rh MNs 具有发达介孔结构；光热转换效率高达 39%；金属铑活性位点可以高效消耗肿瘤细胞内 GSH，破坏肿瘤抗氧化系统。

2. 体外细胞实验：Rh MNs 可以显著消耗肿瘤细胞内 GSH 水平，联合近红外光热处理，提升肿瘤细胞凋亡；可抑制肿瘤细胞抗凋亡、DNA 复制修复、GSH 合成相关通路。

3. 体内动物疗效 

· CT26 结肠癌、BxPC-3 胰腺癌荷瘤小鼠模型；

· Rh MNs + 近红外光热联合治疗组：显著抑制肿瘤增殖、抑制肿瘤复发；胰腺癌模型治疗后治愈率可达 80%PubMed。

4. 生物安全性：裸介孔铑纳米球在治疗剂量下，主要脏器未见明显病理损伤，体内生物相容性良好。

研究结论

采用 PEO-b-PMMA 嵌段共聚物软模板，制备裸介孔铑纳米球 Rh MNs；材料兼具 GSH 耗竭与高光热转换能力，通过破坏肿瘤抗氧化防御联合光热杀伤，对结肠癌、胰腺癌实现高效协同治疗，为难治性胰腺肿瘤提供新纳米治疗候选材料。

研究意义

1. 使用 PEO-b-PMMA 软模板合成裸介孔铑纳米球，省去复杂后续表面修饰工艺，介孔金属材料制备方案简便；

2. 证明裸介孔铑可以同时实现 GSH 耗竭 + 光热双重*肿瘤，拓展铑基纳米生物医学应用；

3. 为胰腺癌这类难治肿瘤的纳米协同治疗提供新思路。

三、实验关键材料：西安瑞禧生物 PEO (10500)-b-PMMA (18000)

在本文中的功能

1. 介孔金属软模板：PEO-b-PMMA 两亲嵌段共聚物在 DMF 中自组装形成纳米胶束，作为软模板；铑金属前驱体分布于胶束间隙，还原后形成金属骨架；去除高分子模板后留下介孔孔洞结构，是得到介孔铑纳米球的核心原料PMC。

2. 调控介孔结构：嵌段分子量决定胶束尺寸，进一步调控介孔铑纳米球的孔径、比表面积。

3. 合成结束后可通过有机溶剂洗涤完全去除高分子模板，得到无包覆 “naked 裸” 介孔金属，暴露大量金属活性位点，保障 GSH 消耗活性。

拓展应用

PEO-b-PMMA 系列嵌段共聚物是介孔贵金属（Rh、Pt、Ru、合金纳米球）通用软模板，用于电催化、纳米生物医用介孔金属材料合成。

四、论文材料部分引用示例

The amphiphilic block copolymer PEO(10500)-b-PMMA (18000) was purchased from Xi’an Ruixi Biological Technology Co., Ltd. It was used as soft-template for the synthesis of naked mesoporous rhodium nanospheres (Rh MNs). After removing the polymer template, bare mesoporous rhodium nanospheres were obtained for synergistic tumor therapy of glutathione depletion combined with photothermal therapy.

参考文献格式： Wang H, Wang H, et al. Naked mesoporous rhodium nanospheres with glutathione depletion and photothermal capabilities for tumor therapy [J]. Journal of Colloid and Interface Science,2024,674:528-538.