蚕丝是一类历史悠久的生物材料，传统的丝素蛋白材料因其优异的生物相容性，可降解性以及低廉的成本被广泛应用于支架材料、手术缝合线、生物膜、药物载体等医疗领域。但目前的研究主要集中在丝素蛋白本身，如果能利用蚕丝蛋白丰富的氨基酸残基实现金属氧化物的原位矿化，将极大丰富丝素蛋白类材料的功能。近日，西南大学材料与能源学院薛鹏副教授、康跃军教授团队在生物医学1区杂志《Theranostics》(IF:8.)上发表论文，报道了一种原位矿化二氧化锰的丝素蛋白纳米材料。该材料的制备方法受医用高锰酸钾消毒皮肤启发，反应迅速且条件温和。矿化产生的二氧化锰能响应肿瘤细胞中高表达的谷胱甘肽和过氧化氢，而丝素蛋白本身可以作为良好的药物载体搭载化疗药物和光敏剂，实现肿瘤的诊疗一体化。
为了实现上述的研究思路，团队成员通过双溶剂法先将脱胶后的丝素蛋白溶液自组装形成粒径在纳米左右的单分散性纳米球。随后在常温常压下，加入高锰酸钾溶液与丝素蛋白纳米球快速反应，在矿化产生二氧化锰的同时，保留了丝素蛋白的二级结构，利用丝素蛋白纳米球疏松多孔的结构以及丰富的侧链基团，将化疗药物阿霉素及光敏剂吲哚菁绿成功上载到复合纳米载体上。
制备产生的复合纳米平台具有多重诊疗功能。通过二氧化锰与肿瘤细胞中的过氧化氢和谷胱甘肽反应，缓解了肿瘤细胞的乏氧状况，削弱了肿瘤细胞的抗氧化能力，从而提升了吲哚菁绿产生的光动力效果。而反应产生的锰离子又可以作为MRI成像的造影剂，光敏剂吲哚菁绿可以用作近红外的荧光成像染料，实现肿瘤的一体化诊疗。研究还发现，该复合纳米平台具有良好的光热转换性能，在近红外激光的照射下可以同步实现光热治疗与光动力治疗，局部高热还可以促进丝素蛋白中搭载的化疗药物阿霉素的释放，进一步强化肿瘤治疗效果。因此，该纳米复合材料以及该系列的金属-丝素蛋白纳米复合物在癌症的诊断治疗方面展现出了巨大的应用潜力。
西南大学材料与能源学院的薛鹏副教授和康跃军教授为文章的共同通讯作者，薛鹏课题组硕士生杨瑞昊为文章的第一作者。该研究得到了重庆市技术创新与应用示范项目和国家自然科学基金的资助。
参考文献:
RuihaoYang,MengmengHou,YaGao,ShiyuLu,LeiZhang,ZhigangXu,ChangMingLi，YuejunKang,PengXue，Biomineralization-inspiredCrystallizationofManganeseOxideonSilkFibroinNanoparticlesforinvivoMR/fluorescenceImaging-assistedTri-modalTherapyofCancer.Theranostics..9(21):-
原文链接：