雖然目前出現了許多先進技術，但化療仍然是轉移性腫瘤或腫瘤不可切除病變情況的首選治療方案。傳統化療的藥物毒性經常導致患者出現惡心、嘔吐、腹瀉、腎臟問題和神經病理性疼痛等多種癥狀，嚴重影響患者的生活質量。因此，被巧妙設計成靶向腫瘤部位的智能型化療藥物載體應運而生，但最近的研究表明，這些藥物僅有極少的藥劑量被有效地輸送到腫瘤部位，而剩余的大量藥物則殘留并擴散到了其它重要器官中，造成毒副作用或伴隨誘發其它疾病。

基于此，韓鶴友教授課題組巧妙地設計了體內光熱激活TRPV1通道的Ca²⁺“瀑布”納米治療平臺，為腫瘤精準治療提供了新的策略。團隊首先制備了“核”CuS納米粒子，接著為其表面包被一層生物相容性良好的CaCO納米“殼”，生成“核殼型”CuS@CaCO₃納米顆粒，最后在CuS@CaCO₃表面修飾一層磷脂，形成CuS@CaCO₃-PEG納米治療系統。其中納米CuS具有光熱轉換特性，是構建Ca²⁺“瀑布”的“開關”，且CuS可增強三維光聲成像效果并為腫瘤治療提供即時診斷的依據。這個治療體系最突出的優點是不引入化療藥物，因此不用擔心化療帶來的毒副作用。

TRPV1是一個非選擇性的陽離子通道，對Ca²⁺優先通過，可被熱、低pH和辣椒素等外部條件激活后打開。該通道被打開后，大量的鈣離子穿過細胞膜進入細胞（鈣離子過超載），CuS@CaCO₃-PEG納米系統通過EPR效應被動積累在腫瘤部位，腫瘤的微酸環境導致酸響應的納米碳酸鈣分解，產生大量的鈣離子并釋放裝載的納米CuS；隨后近紅外光在腫瘤部位照射刺激CuS迅速產生大量的熱，從而激活癌細胞表面的TRPV1離子通道，誘使大量的鈣離子內流進入癌細胞。

線粒體是細胞的能量工廠，同時也是細胞內鈣離子平衡的調節器，它是關乎細胞生存的一種亞細胞器。研究發現，鈣離子濃度遠遠超過其調節能力（鈣離子過超載）會導致線粒體功能紊亂、細胞內線粒體膜電勢受損、ATP能量產生受阻和各種調節蛋白異常(Caspase-3、Cyt c上調；Bcl-2下調等)，最終使得癌細胞凋亡。

本研究提出的Ca²⁺“瀑布”治療模式能夠同時在腫瘤微酸環境和TRPV1通道過表達的條件下被激活，有助于腫瘤的精確治療，且不受限于腫瘤的乏氧環境；整個治療體系沒有攜帶抗癌藥物，不用擔心治療帶來的系統毒性；由于Ca²⁺固有的獨特生物學效應，正常細胞比腫瘤細胞更能耐受其破壞性影響；在體內釋放的光熱CuS納米顆粒還可增強腫瘤的三維光聲成像，為腫瘤治療提供即時診斷的依據。這種鈣離子“瀑布”治療策略有望與其他臨床治療相結合，提高腫瘤治療效果，降低治療帶來的全身性副作用。

論文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004220302340