刺激響應型納米探針的制備及其對卵巢癌細胞的磁共振成像與藥物輸運研究

摘要：目的" 構建基于腫瘤微環境下刺激響應型納米探針介孔二氧化硅@阿霉素@二氧化錳納米片（mSiO2@DOX@MnO2），探索其在卵巢癌細胞的特異性MRI與藥物釋放性能。方法" 以轉鐵蛋白為穩定劑和靶向分子，通過超聲分散法制備MnO2納米片，以MnO2納米片為門控，通過靜電相互作用構建mSiO2@DOX@MnO2納米探針。檢測其Zeta電位、微觀形貌、藥物控釋、光學性質及MRI性能。采用細胞增殖/毒性檢測試劑盒檢測納米復合物對HO-8910卵巢癌細胞和CHO倉鼠卵巢細胞的細胞毒性。檢驗其在腫瘤細胞內的藥物釋放情況及細胞水平的MRI成像效果。結果" mSiO2@DOX@MnO2納米探針在正常生理環境下幾乎無MR信號，藥物釋放率小于10%。在腫瘤微環境高谷胱甘肽（GSH）濃度下產生較強的T1加權信號，其T1弛豫效率r1為5.86 mmol/（L·s）。在pH=5.0的酸性環境中，DOX的釋放率在15 h左右開始維持在相對穩定水平，釋放率約為33%。相同pH=7.4條件下，GSH高濃度組較低濃度組釋放率明顯增高，約為55%。當pH=5.0時，GSH濃度為10 mmol/L時，釋放率最高，高達80%。mSiO2@DOX@MnO2納米探針在實驗濃度內對腫瘤細胞毒性較強，對正常CHO細胞毒性較弱，當mSiO2@DOX@MnO2納米復合物中DOX含量約為100 μg/mL，HO-8910細胞存活率僅為24%，CHO細胞的存活率約為86%。HO-8910細胞、CHO 細胞在不同質量濃度mSiO2@DOX@MnO2作用下存活率差異均有統計學意義（Plt;0.05）。當錳離子濃度為1.12 mmol/L時，HO-8910細胞組的T1馳豫時間為467.60±4.45 ms，CHO細胞組的T1馳豫時間為1681.47±1.88 ms。同一濃度下的納米探針對HO-8910細胞和CHO細胞MRI 的T1弛豫時間兩兩比較差異均有統計學意義（Plt;0.05）。結論" 構建的mSiO2@DOX@MnO2納米探針可靶向識別卵巢癌細胞，在腫瘤細胞酸性環境下及高水平GSH刺激響應下實現T1加權成像、藥物的精準釋放，可實現卵巢癌細胞水平的靶向磁共振成像及治療。

關鍵詞：二氧化錳納米片；介孔二氧化硅；鹽酸阿霉素；腫瘤微環境；谷胱甘肽

Development of stimuli?responsive nanoprobes with the aim of enabling targeted magnetic resonance imaging and drug delivery for ovarian cancer cells

DOU Binru1， WANG Yong2， HAN Cuiping2

1Department of Radiology， Xuzhou First People's Hospital Xuzhou 221000， China; 2School of Imaging， Xuzhou Medical University， Xuzhou 221002， China

Abstract： Objective To fabricate nanoprobes consisting of tumor microenvironment stimuli-responsive mesoporous silicon dioxide@doxorubicin@manganese dioxide （mSiO2@DOX@MnO2） and assess their efficacy in terms of MRI and drug release in ovarian cancer cells. Methods The preparation of MnO2 involved ultrasonic disperion with transferrin serving as both a stabilizer and a targeted agent. The mSiO2@DOX@MnO2 nanoprobes were synthesized through electrostatic interaction utilizing MnO2 nanosheets as a gate. The nanoprobes were subsequently characterized for zeta potential， morphology， drug release kinetics， optical properties， and MRI properties. The cytotoxicity of the nanocomplexes was assessed against HO-8910 ovarian cancer cells and CHO hamster ovarian cells using the cell counting Kit-8 （CCK-8） assay. The drug release within tumor cells was investigated using a confocal laser scanning microscope. Furthermore， the MRI imaging effect of the nanoprobes on HO-8910 cells was evaluated. Statistical analysis was performed using one-way analysis of variance and the LSD test. Results The mSiO2@DOX@MnO2 nanoprobes exhibited minimal magnetic resonance signal and a low drug release rate （less than 10%） in a normal physiological microenvironment. However， in the presence of glutathione （GSH）， a strong T1 weighted signal was obseved， with a T1 relaxation efficiency of 5.86 mmol/（L·s）. It could be observed that in an acidic environment with a pH of 5.0， the release rate of DOX reaches a relatively stable level at approximately 15 h， maintaining around 33%. Under the same condition with a pH of 7.4， the high concentration group exhibits significantly higher GSH release rate compared to the low concentration group， reaching about 55%. The highest release rate is achieved when both pH and GSH concentration are set at 5.0 and 10 mmol/L respectively， reaching up to 80%. The mSiO2@DOX@MnO2 nanoprobe demonstrates potent toxicity against tumor cells while exhibiting minimal toxicity towards normal CHO cells at experimental concentrations. When the DOX content in the mSiO2@DOX@MnO2 nanocomplex was about 100 μg/mL， HO-8910 cell survival rate is only about 24%， whereas CHO cell survival rate remains around 86%. Cell cytotoxicity tests demonstrated significant differences in the survival rates of HO-8910 cells and CHO cells when treated with varying concentrations of mSiO2@DOX@MnO2 （Plt;0.05）. When the concentration of manganese ions was 1.12 mmol/L， the T1 relaxation time of the HO-8910 cell group was 467.60±4.45 ms， while that of the CHO cell group was 1681.47±1.88 ms. The T1 values of the HO-8910 cells and CHO cells groups showed significant differences when treated with equivalent concentrations of mSiO2@DOX@MnO2 （Plt;0.05）. Conclusion The developed mSiO2@DOX@MnO2 nanoprobe exhibits targeted identification and localization capabilities towards ovarian cancer cells， enabling T1?weighted imaging and precise drug release in acidic tumor microenvironments with high levels of GSH stimulation response， thereby facilitating targeted magnetic resonance imaging and treatment at the cellular level for ovarian cancer.

Keywords： manganese dioxide nanosheets; mesoporous silicon dioxide; doxorubicin hydrochloride; tumor microenvironment; glutathione

收稿日期：2023-11-18

作者簡介：竇賓茹，住院醫師，E-mail： 1367232521@qq.com

通信作者：韓翠平，博士，副教授，碩士生導師，Email： hancp@xzhmu.edu.cn

卵巢癌的臨床癥狀隱匿，早期不易發現。傳統單一的化療藥物不能正確分辨出癌細胞及正常細胞，對正常組織造成的毒副作用不容忽視［1］ 。納米技術的發展為卵巢癌的早期發現及治療帶來了福音［2］ 。目前臨床上已經將聚乙二醇脂質體阿霉素作為卵巢癌的化療方案之一［3］ 。納米技術的引入促進了各種納米藥物的發展，這些藥物比傳統的癌癥治療方法更有效、更安全，但實際療效仍受到乏氧、免疫逃逸等因素的影響［4］ 。因此只針對癌細胞的治療方法還不夠，因為癌細胞可以從腫瘤微環境中獲得強大的支持。近年來隨著對腫瘤研究的不斷深入，研究者發現腫瘤具有不同于正常組織的獨特的腫瘤微環境，主要表現為氫離子濃度升高，某些酶過度表達，例如基質金屬蛋白酶、透明質酸酶、β-葡萄糖醛酸酶、酯酶等［5］ ，谷胱甘肽（GSH）濃度及活性氧濃度升高等［6］ 。基于腫瘤微環境與正常組織之間的差異性，設計了一系列刺激響應型納米材料，有望提高納米載體的靶向遞送、藥物定位釋放等，增強藥物的抗腫瘤效果。既往有研究采用模板輔助合成方法合成了蜂窩狀二氧化錳納米載體hMnO2-DOX納米探針，在谷胱甘肽存在的情況下，通過硫醇介導的還原作用，hMnO2-DOX會迅速分解，從而釋放負載的DOX，從而特異性殺傷癌細胞［7］ 。但受到裝載率低、刺激因素單一導致釋放速度慢、釋放率低及缺乏靶向性等多重因素限制。本研究采用的多重刺激響應有利于提高釋放速度和釋放率；另外選取中空介孔硅作為載體以提高載藥率［8］ ，選取二氧化錳納米片封堵孔隙，既減少藥物泄漏，又有利于藥物精準釋放［9］ ；并在其表面修飾轉鐵蛋白可提高靶向性。介孔硅中載入阿霉素，既可以達到治療效果，還可以實現熒光成像。本研究以阿霉素為藥物模型，介孔二氧化硅為藥物載體，二氧化錳納米片封堵，構建腫瘤微環境下刺激響應性的診療一體化納米探針，初步探索其在卵巢癌細胞內的響應特性及成像效果，旨在初步實現針對卵巢癌的靶向治療和磁共振、熒光雙重成像，提高診療效果。

1" 材料與方法

1.1" 主要試劑及細胞

四甲基氫氧化銨、氯化錳四水合物、四乙氧基硅烷（Sigma），谷胱甘肽還原型、甲醇、30%過氧化氫、無水乙醇、三乙胺、環乙烷（上海國藥集團化學試劑有限公司）。鹽酸阿霉素、細胞增殖及毒性檢測試劑盒（CCK-8）、4，6-二脒基-2-苯基吲哚二鹽酸鹽（DAPI）、丁硫氨酸-亞砜亞胺（BSO）（大連美侖生物技術有限公司）。HO-8910人卵巢癌細胞、CHO中華倉鼠卵巢細胞（中國科學院上海生命科學研究院）。

1.2" 主要儀器

透射電子顯微鏡（TECNAI G2，FEI）；酶標儀（Multiskon MK3，Thermo）；Zeta電位儀（Nano ZS90，英國馬爾文儀器有限公司）；紫外可見分光光度計（HITACHI UH4150，日立高新技術公司）；真空冷凍干燥機（Thermo）；3.0T MRI系統（Discovery 750W，GE）。

1.3" 材料的制備

將稱取的2.2420 g四甲基氫氧化銨和2 mL 30%過氧化氫在15 s內加入到10 mL的0.3 mol氯化錳四水合物水溶液中。室溫下劇烈攪拌12 h后，離心去上清并反復洗滌，真空冷凍干燥后，按質量比1：1溶于轉鐵蛋白水溶液中超聲12 h，離心后上清液即MnO2納米片溶液。參考文獻［10］ 方法，制備得mSiO2，將已制備的mSiO2與DOX避光攪拌24 h后，再與MnO2反應2 h，離心去除未反應物后得到終產物mSiO2@DOX@MnO2。

1.4" 載藥率和包封率

將DOX分別配置成0.01、0.02、0.025、0.05、0.0625、0.08、0.1 g/L不同濃度溶液，紫外分光光度計測定其在480 nm處的吸收值，得到DOX的標準曲線。對材料進行了載藥率和包封率的優化，取1 mL、1 g/L的mSiO2分別與1 mL不同濃度的DOX（1、2、3、4、5、6、8、10 g/L）室溫、避光條件下攪拌24 h（600 r/min），隨后加入1 mL MnO2原液（4 mmol/L）在相同條件下反應2 h。代入公式計算得到載藥率和包封率：載藥率=（投入DOX的質量-上清液中DOX的質量）/載了DOX的載體的質量×100%；包封率=（投入DOX的質量-上清液中DOX的質量）/投入DOX的質量×100%。

1.5" 體外模擬藥物釋放實驗

采用透析袋擴散法在不同pH值、不同GSH含量的緩沖液中模擬DOX的體外釋放。將負載DOX的樣品mSiO2@DOX@MnO2（1 mL）轉移到透析袋（MWCO 7000）中，并將透析袋分別置于不同pH（分別為pH 5.0、6.5、7.4）、不同GSH（5、10 mmol/L）和混合型（pH5.0，GSH含量為10 mmol/L）的緩沖液中。另將裝有等體積mSiO2@DOX反應液的透析袋置于pH=7.4的緩沖液中作為對照。分別按選定的時間間隔取出200 μL樣品，然后加入等體積的新鮮緩沖液，保持總體積不變。

1.6" 材料的表征分析

用透射電子顯微鏡（TEM）觀察納米材料的微觀形貌，通過Zeta電位測試材料的表面電荷，通過紫外-可見吸收光譜進行光學性質表征分析。采用電感耦合等離子體質譜儀測材料中錳離子濃度，用MRI成像系統測量不同濃度組的T1值，計算T1弛豫率。掃描參數：重復時間425 ms，回波時間Min Full，反轉時間為200～800 ms，矩陣384×224，視野18 cm×18 cm，層厚3.0 mm，層距1.5 mm。T1-map原始圖像經過GE Aw4.6工作站處理，得到不同樣品的T1弛豫時間。

1.7" 細胞毒性實驗

采用CCK-8法檢測了單純DOX、mSiO2@DOX和mSiO2@DOX@MnO2對HO-8910細胞的毒性，選擇CHO細胞作為對照。細胞種于96孔板孵育24 h后，將培養液更換為不同濃度的DOX、mSiO2@DOX及mSiO2@DOX@MnO2的完全培養基（以DOX濃度計算：0、1、10、25、50、75、100 mg/L），孵育24 h后棄去培養液，加入90 μL不完全培養基，然后加入10 μLCCK-8溶液，繼續在37℃孵育2 h后，在多功能酶標儀測量每孔的吸光度值A450 nm。按公式計算各組細胞存活率：細胞存活率（%）=（實驗孔A -空白孔A）/（對照孔A-空白孔A）×100%。每組設置6個平行樣本。

1.8" 細胞MRI成像及細胞攝取實驗

利用HO-8910及CHO細胞進行細胞水平的磁共振成像研究。分別向每個孔內加入600 μL不同濃度的mSiO2@DOX@MnO2混合物培養液（錳含量分別為0.37、0.56、1.12 mmol/L），每組設置3個平行樣本。在37℃細胞培養箱中孵育4 h后取出，棄去混合物培養液，PBS清洗3次。然后，向每個孔內加入100 μL胰蛋白酶消化，輕輕吹打孔壁細胞，使之脫離形成細胞懸液后離心去上清液，留下細胞沉淀。用 MRI系統測量各組的T1值。利用GSH抑制劑BSO與HO-8910細胞孵育24 h后，再與材料孵育，評價腫瘤細胞GSH的表達量對MR信號變化的影響。掃描參數：冠狀位 T1WI：TE 12 ms，TR 400 ms，FOV 8 cm×8 cm，層厚2.0 mm，層間距0.2 mm。通過DOX的熒光顯微鏡監測藥物在細胞內攝取及釋放情況，設置材料組和單純DOX組。

1.9" 統計學分析

采用SPSS24.0軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差表示，多組比較采用單因素方差分析，當總體差異有統計學意義時，兩兩比較采用LSD法。以Plt;0.05為差異有統計學意義。

2" 結果

2.1" 材料的表征分析

TEM圖顯示，mSiO2呈球形，大小比較均一，可見到較大的孔隙結構（圖1A）。MnO2納米片層溶液在常態下呈棕色透明均一的液體，TEM下可見MnO2納米片呈片層樣結構，分散性較好，局部可見部分重疊（圖1B）。mSiO2@DOX@MnO2透射電鏡結果顯示二氧化硅孔隙結構被DOX填滿，外層有片層狀結構覆蓋（圖1C）。Zeta電位圖顯示，mSiO2的Zeta電位為-26.17±0.21 mV，DOX的Zeta電位為40.63±1.78 mV，反應后mSiO2@DOX的Zeta電位變為8.64±0.75 mV；DOX過靜電相互作用成功負載在介孔硅孔隙內；MnO2的Zeta電位為-24.70±0.75 mV，終產物mSiO2@DOX@MnO2的Zeta電位為-4.92±0.25 mV；MnO2納米片的成功包裹在介孔硅表面（圖1D）；通過Zeta電位正負變化和電荷大小變化可初步判斷納米復合物成功組裝到一起。紫外-可見吸收光譜所示，DOX在480 nm處有特征性的吸收峰，MnO2納米片層在360 nm處存在特征性吸收峰，合成的mSiO2@DOX@MnO2終產物仍然可以見到2個特征峰，且發生部分紅移，mSiO2、DOX和MnO2成功相連（圖1E）。

2.2" 材料的優化

阿霉素的標準曲線方程為：Y=15.818X+0.0989。不同濃度DOX所制備的樣品的載藥率、包封率結果示，當DOX濃度為8 mg/mL時，有較高的載藥率和包封率，分別約為490.5%、61.3%（表1）。

2.3" mSiO2@DOX@MnO2的藥物釋放實驗

外層無MnO2納米片層封堵組mSiO2@DOX與mSiO2@DOX@MnO2相比較，mSiO2@DOX在pH=7.4中性環境中DOX的釋放量較多，而mSiO2@DOX@MnO2在pH=7.4中性環境中相對較穩定，在長達50 h時，藥物的釋放率仍小于10%，不同pH條件下的DOX釋放曲線顯示，在pH=5.0的酸性環境中，DOX的釋放率在15 h左右開始維持在相對穩定水平，釋放率約33%。相同pH=7.4條件下，GSH高濃度組較低濃度組釋放率明顯增高，約55%。當pH=5.0時，GSH濃度為10 mmol/L時，釋放率最高，達80%（圖2）。

2.4" mSiO2@DOX@MnO2的細胞毒性實驗

CCK-8法研究單純DOX、mSiO2@DOX和mSiO2@DOX@MnO2對HO-8910細胞的毒性，選擇CHO細胞作為對照。HO-8910 細胞、CHO 細胞在不同質量濃度mSiO2@DOX@MnO2作用下存活率差異均有統計學意義（F=203.63、28.05，Plt;0.05）。同一DOX濃度下采用單因素方差分析比較3種不同材料分別與HO-8910細胞孵育24 h后的細胞存活率，當DOX濃度為25、50、75、100 mg/L時組間差異有統計學意義（F=24.75、165.21、251.16、90.41，Plt;0.05），LSD法兩兩比較顯示，差異有統計學意義（Plt;0.01）。同一DOX濃度下采用單因素方差分析比較3種不同材料分別與CHO細胞孵育24 h后的細胞存活率，當DOX濃度為1、10、25、50、75、100 mg/L時，組間差異均有統計學意義（F=21.12、47.42、140.53、432.90、557.21、641.30，Plt;0.05），兩兩比較差異均有統計學意義（Plt;0.01，圖3）。

2.5" mSiO2@DOX@MnO2的MRI成像性能

無GSH存在下，mSiO2@DOX@MnO2組的T1加權信號較弱，T1弛豫效率r1值為0.17 mmol/（L·s）。加入GSH后，mSiO2@DOX@MnO2組的r1值為5.86 mmol/（L·s），有較好GSH激活的T1成像效果（圖4A～B）。MRI結果顯示，在相同的錳離子濃度下，HO-8910組的信號強度明顯高于CHO組和經BSO處理組。BSO處理后HO-8910細胞MRI信號明顯減低，CHO組在不同濃度的MRI信號值均較低，類似背景信號（圖4C）。HO-8910細胞組Mn含量為1.12 mmol/L時，HO-8910細胞組、CHO細胞組及經BSO處理后的HO-8910細胞組的T1弛豫時間分別為467.60±4.45、1681.47±1.88、1200.74±16.56 ms，差異有統計學意義（F=11298.171，Plt;0.05）；Mn含量為0.56 mmol/L時，HO-8910細胞組、CHO細胞組及經BSO處理后的HO-8910細胞組的T1弛豫時間分別為793.34±26.65、1680.88±2.43、1311.52±15.45 ms，差異有統計學意義（F=1873.551，Plt;0.05）；Mn含量為0.37 mmol/L時，HO-8910細胞組、CHO細胞組及經BSO處理后的HO-8910細胞組的T1弛豫時間分別為988.48±4.15、1699.85±5.15、1501.30±11.77 ms，差異有統計學意義（F=6657.994，Plt;0.05）。

2.6" 細胞攝取實驗

與mSiO2@DOX@MnO2共孵育1 h后，HO-8910細胞中即可觀察到DOX的紅色熒光，且DOX的紅色熒光與細胞核的藍色熒光重疊（圖5A）；同時隨著孵育時間的延長，熒光強度不斷增強。在相同孵育時間內，CHO細胞內未顯示明顯紅色熒光，而單純的DOX組在HO-8910細胞和CHO細胞內均可觀察到DOX熒光（圖5B）。

3" 討論

傳統的治療方法主要針對腫瘤本身，隨著對腫瘤學研究的不斷深入，發現腫瘤相關的血管、淋巴管、成纖維細胞、免疫細胞和細胞外基質共同創造了一個復雜的腫瘤微環境［11］ 。腫瘤具有不同于正常組織的獨特的腫瘤微環境，主要表現為弱酸性、高GSH水平、特征性的酶的過表達等［12］ 。基于此，本研究以腫瘤獨特的微環境為著手點，采用介孔二氧化硅作為納米載體，DOX作為化療藥物和熒光染料，外層包裹的轉鐵蛋白修飾二氧化錳納米片層作為具有刺激響應特性的介孔硅封堵劑和磁共振造影劑，構建具有靶向性的診療一體化的納米探針，初步探索其對卵巢癌細胞成像及化療的可行性。

二氧化硅因毒性小、粒徑小、載藥量大、表面易修飾、生物相容性好等特點[8]，被廣泛用于構建高度可控的納米藥物傳遞系統。介孔二氧化硅的孔隙結構既可以容納抗癌藥等多種小分子藥物，又可以被設計成具有開關效應的納米復合物，可在特定條件下從納米粒子上分離并釋放藥物［13］ 。本研究參照文獻［10］ 的方法，調整制備出大小基本均一、孔隙較大、載藥率較高的中空介孔硅納米顆粒。另外，在其表面修飾二氧化錳納米片作為特定的響應型材料封堵孔隙，使其可以在特定的內部或外部刺激下被移除，從而控制化療藥的精準釋放、避免孔隙內容物的泄漏。二氧化錳納米片層是一種典型的二維金屬氧化物納米材料，具有生物催化、熒光傳感、磁共振成像和裝載等多種功能［9， 14-16］ 。MnO2中的四價態錳原子以八面體幾何形狀與6個氧原子配位，并且與水環境隔離，對質子的縱向或橫向弛豫沒有貢獻。在還原性物質（如還原性谷胱甘肽）存在或酸性條件下，MnO2分解為可用作MRI 的Mn2+。Mn2+外層有5個未成對電子，具有很強的順磁弛豫增強能力。因此，MnO2可用于激活式 MRI 分子探針的構建［17］ 。本實驗選擇將二氧化錳納米片層包裹在介孔二氧化硅表面，不僅可以有效封堵介孔孔隙，還可以作為T1陽性磁共振對比劑和控制藥物釋放的智能的“看門人”，在腫瘤酸性或高GSH等特征性環境下發生裂解實現藥物準確釋放。轉鐵蛋白是一種重要的鐵轉運跨膜蛋白，研究表明某些情況下，特別是在肺癌、卵巢癌、結腸癌等腫瘤中轉鐵蛋白受體水平升高［18-19］ ，且有臨床病理結果證實卵巢癌，特別是上皮性卵巢癌中轉鐵蛋白表達顯著增高［20］ 。因此轉鐵蛋白受體可選作主動靶向納米材料的重要分子靶點。本實驗用表面修飾有轉鐵蛋白的二氧化錳納米片封堵孔隙，一方面提高靶向性，另一方面二氧化錳納米片層在特定環境下解離，可以選擇性的釋放藥物，并產生磁共振信號［21］ 。實驗所制備的mSiO2@DOX@MnO2納米復合物在無GSH存在下的T1弛豫效率為0.17 mmol/（L·s），模擬腫瘤微環境加入GSH后的T1弛豫效率為5.86 mmol/（L·s），有較好的成像效果。細胞MRI成像顯示HO-8910細胞產生的MRI信號明顯高于CHO細胞及經谷胱甘肽抑制劑BSO處理后的HO-8910細胞，可能是因為HO-8910腫瘤細胞內GSH含量高，且呈弱酸性環境，可刺激外層二氧化錳納米片層發生氧化還原反應產生Mn2+，用于T1成像［22］ 。

DOX是一種廣譜抗癌藥物，直接作用于細胞核，抑制RNA和DNA的合成。單純的DOX無法區分正常細胞和癌細胞，導致副作用較大。解決該問題的一種辦法是構建多功能納米載體實現藥物靶向輸運［23］ 。本實驗采用相對簡單的CCK-8法進行細胞毒性驗證。與單純DOX組和未封堵組mSiO2@DOX比較，mSiO2@DOX@MnO2組對HO-8910卵巢癌細胞呈現較強的殺傷作用，而對CHO正常卵巢細胞顯示出低毒性。這可能因為mSiO2@DOX@MnO2外層二氧化錳的有效封堵和強還原響應能力，以及表面修飾的轉鐵蛋白的靶向作用，使得該納米復合物可以通過主動靶向到達腫瘤細胞內釋放藥物，既可以保護正常細胞，又可以強有力的殺傷癌細胞，達到理想的治療效果。

DOX作為一種常規化療藥物，本身還具有熒光特性，有利于細胞內定位，監測細胞內的藥物釋放［24-25］ 。本實驗證實mSiO2@DOX@MnO2組在2 h左右幾乎全部顯像，可觀察到釋放的DOX的紅色熒光與核染料DAPI的藍色熒光相重合，說明納米復合物mSiO2@DOX@MnO2可以較快的進入腫瘤細胞內發生刺激響應釋放所裝載藥物并運載到細胞核，與文獻結果相符［26］ 。相較于DOX組，mSiO2@DOX@MnO2組進入腫瘤細胞內的時間稍有延長，這可能是因為納米復合物進入細胞需要經過內吞、刺激響應等過程［27-28］ 。而mSiO2@DOX@MnO2與CHO細胞共孵育相同時間，未見明顯的DOX的釋放。這一結果表明所合成納米材料可在HO-8910腫瘤細胞內發生特異性響應，實現藥物的精準釋放。

綜上，本研究成功制備刺激響應型mSiO2@DOX@MnO2納米復合物，初步實現在卵巢癌細胞的磁共振成像和精確化療。但尚存在一些不足之處，首先電鏡結果顯示復合物存在一定的團聚現象；二氧化錳納米片層是否完全封堵每一個孔隙有待進一步驗證。另外，本研究的體外細胞實驗只選取了卵巢癌細胞作為顯像細胞，未選取更多的腫瘤細胞系進一步驗證，也沒有驗證納米探針在活體的治療效果。由于人體結構及環境復雜，GSH分布廣泛，定量困難，酸性環境可受多種因素影響，因此實現人體內精準成像及治療還需要應對諸多挑戰。但是基于腫瘤微環境的激活的納米探針利用腫瘤組織獨特的微環境，進而能有效實現納米載體的靶向遞送、藥物定位釋放等功能，有效增強藥物的抗腫瘤效果，減少對正常組織的副作用，為腫瘤的早期診斷、監測甚至治療提供了新的思路。

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（編輯：郎" 朗）