尽管化学动力学疗法 (CDT) 触发的细胞凋亡是一种潜在的抗癌治疗方法，但由于疗效低和副作用的缘故，导致其临床转化受到阻碍。发表在 Acta Biomaterialia杂志上的一篇文章展示了表面工程人参皂苷 Rg3 保护的纳米催化剂的制造，该催化剂具有改善的器官分布、低毒性和提高的体内功效 。
Rg3 保护的纳米催化剂形成亲水性纳米团簇，这有助于延长它们在血液中的循环，增加它们在肿瘤部位的积累。纳米催化剂的亲水性纳米团簇为Rg3提供了一个载药平台，以提高其生物利用度并实现协同效应。
Rg3 保护的纳米催化剂同时激活细胞凋亡和铁死亡以提高抗癌功效。此外，使用 Rg3 保护的纳米催化剂可抑制 86.6% 的肿瘤生长毒性并延长小鼠的存活时间。目前的工作解决了与纳米药物相关的生物安全问题，并为催化铁死亡-细胞凋亡联合抗肿瘤疗法提供了新的理论依据。
抗癌治疗中的纳米催化剂
纳米技术的最新发展使研究人员能够研究纳米催化剂的限制效应，包括物理、电子和光子特性的变化。由于纳米材料独特的尺寸、形状和性质，科学家们设计了许多功能广泛的纳米催化剂。
纳米催化剂处于非均相和均相催化剂之间的边界，因为在许多情况下，它们在活性、选择性、效率和可重复使用性方面都具有优势。纳米催化剂的发展促进了它们与生物医学的整合，从而产生了一种称为纳米催化疗法的先进治疗策略，其中包括 CDT、光动力疗法、声动力疗法和电动疗法。
特别是，CDT 被用作基于催化芬顿反应的抗癌治疗，无需外加场。CDT 用作催化剂，用于通过芬顿反应将过氧化氢 (H2O2) 和铁离子转化为活性氧 (ROS)。形成的活性氧通过核孔渗入细胞核，引起细胞凋亡。因此， 体内 治疗效果取决于芬顿反应。
铁死亡是非凋亡调节的细胞死亡。它在形态、生化和遗传上不同于其他众所周知的细胞死亡形式，包括细胞凋亡、各种形式的坏死和自噬。铁死亡是由积累的铁依赖性脂质 ROS 驱动的一种独特的受调节的细胞死亡过程。由谷胱甘肽耗尽或谷胱甘肽过氧化物酶4失活导致的致命代谢失衡是癌细胞内铁死亡的执行者。
用于安全铁死亡-细胞凋亡治疗的Rg3-庇护纳米催化剂
ferroptosis-apoptosis联合治疗是抑制肿瘤生长的潜在策略，需要一种多功能金属可以到达肿瘤部位并促进H2O2和ferroptosis 激活剂的催化作用。
此外，与铁 (Fe3+) 离子对应物相比，铁 (Fe2+) 离子的反应效率高，因此保护铁 (Fe2+) 离子免受氧化应激也很重要。因此，实现这些目标可以解决与 CDT 中芬顿类重金属相关的毒性问题。
尽管 Rg3 在抗癌治疗和预防肝损伤方面具有优势，但它们的生物利用度极低，很容易被肾脏代谢。因此，极少量的 Rg3 会到达肿瘤部位，从而降低其疗效。
目前的工作旨在通过使用 (FePt)@(Fe1−x Ptx)Oy (OH)z杂化纳米粒子耦合来合成具有分级微结构的多层纳米铁铂 (FePt)-Rg3 (NFPR) 来克服上述挑战。与 Rg3，最终形成 Rg3 保护的动态纳米催化剂。
具有 Rg3 的纳米颗粒的表面功能化改变了所得纳米催化剂的药代动力学特性并延长了它们在血液中的循环时间。在胰腺肿瘤小鼠模型中系统给药后，改进的药代动力学增加了 Rg3 保护的纳米催化剂在肿瘤中的积累。
由于 NFPR 在酸性 TME 中的敏感性，合成的纳米催化剂的积累在肿瘤微环境 (TME) 中被分解。因此，本策略解决了金属离子在到达目标位点之前的过早泄漏问题，这在传统 CDT 中通常不会观察到。
此外，纳米催化剂形成的亲水性簇基团的优势在于将更多的Rg3转运到肿瘤部位，从而克服了纯Rg3生物利用度低的局限性。存在于制造的纳米药物上的 Fe2+和 Fe3+离子刺激细胞凋亡和铁死亡。因此，本研究提供了 Rg3 功能化的动态纳米催化剂作为一种有效且安全的抗癌疗法。
结论
总而言之，Rg3 保护的纳米催化剂可作为可转化的亚铁离子用于铁死亡-细胞凋亡联合抗癌治疗。NFPR改变了纳米催化剂的药代动力学和器官分布，避免了纳米颗粒引起的肝损伤，解决了纳米药物的生物安全问题。
NFPR 在生理环境中的高稳定性和亲水性表面使其能够在血流中延长循环。此外，NFPR 早在铁死亡激活剂到达肿瘤之前就逃脱了内源性因子的降解，从而激活了癌细胞的铁死亡和凋亡。
使用 Rg3 保护的纳米催化剂可抑制胰腺肿瘤的生长，而不会对健康细胞产生毒性作用。因此，目前的工作为开发用于癌症治疗的铁死亡-细胞凋亡协同抗癌疗法提供了新的策略。
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