分享一篇发表在JACS上的文章，文章标题是“Boosting Cancer Cell Ferroptosis with Carbon Monoxide Poisoned Hemoglobin”，通讯作者是来自中科院长春应用化学研究所的马平安研究员和林君研究员，马平安研究员的主要研究方向是无机纳米生物医用材料；林君研究员的主要研究方向是材料科学与纳米科学。

铁死亡是一种独特的细胞死亡类型，其特点是铁依赖的脂质过氧化。过氧化物酶（POD）样纳米酶可以通过催化过氧化氢分解并产生ROS，从而诱导脂质过氧化。在这些酶中，含有Fe-Nx活性位点的纳米酶因其优越的电子转移活性，能够更高效的诱导细胞铁死亡，在癌症治疗等领域具有广泛的应用前景。然而，当前的Fe-Nx纳米酶难以降解，且在血液循环中保持活性状态会产生较多副作用。因此作者希望能够开发出一种可控的Fe-Nx纳米酶，通过诱导癌细胞铁死亡实现癌症的治疗。

血红蛋白（Hb）中含有一个与卟啉环配位的铁离子，具有POD类似的活性和较高的生物相容性。且Hb中心的FeII离子在与CO配位后会失去活性，进入细胞后，接触过氧化氢会被氧化为FeIII和FeIV，释放出配位的CO并恢复POD活性，实现了POD活性的调控。为了提升细胞中的过氧化氢水平，作者使用了PtIV前药c,c,t-[Pt(NH3)2Cl2(OOCCH2CH2COOH)2]，该药物在血液循环中稳定，而在细胞内会被GSH还原为PtII，并通过顺铂触发的级联催化反应增加细胞内过氧化氢的浓度，从而提高HbCO的POD活性。基于上述思想，作者开发出了一种新型 DPHCO 纳米颗粒，通过有机硅纳米颗粒DMON固载HbCO和封装PtIV，当该纳米颗粒被癌细胞摄取后便会通过酶的POD活性诱导癌细胞铁死亡。

在开发出了这种纳米颗粒后，作者研究了其对于细胞的毒性。结果显示纳米颗粒DPHCO在被细胞摄取后能够有效被降解，释放出其中的铂药和HbCO。而相比于正常细胞NIH-3T3，4T1等癌细胞由于膜流动性更好，能够摄取更多的纳米颗粒，故对于DPHCO癌细胞的杀伤作用更强。

最后作者在携带4T1肿瘤的小鼠体内验证了DPHCO的治疗效果。结果显示在治疗过程中小鼠的总体重逐渐增加，证明了该纳米颗粒不会影响正常细胞；而相比于静脉注射其他物质的小鼠，注射DPHCO的小鼠肿瘤生长的抑制最显著，小鼠的生存时间也最长，证明了DPHCO对肿瘤的治疗效果。

总之，作者开发出了一种基于CO中毒的血红蛋白和铂药的纳米颗粒DPHCO，能够通过诱导癌细胞铁死亡治疗肿瘤，为癌症的治疗提供了新的思路。

本文作者：ZBY

责任编辑：LYC

DOI：10.1021/jacs.5c03831

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c03831