10月10日，我校細胞生理學教育部重點實驗室曹濟民教授團隊和新加坡國立大學陳小元教授團隊在新近創刊的高水平國際期刊《Exploration》（探索）（DOI: 10.1002/EXP.20230019）發表了綜述文章：Manipulating calcium homeostasis with nanoplatforms for enhanced cancer therapy。馮艷林教授和碩士生王建霖為本文的共同第一作者，曹濟民教授、曹芳芳博士后和陳小元教授為共同通訊作者。據預測，該期刊的首個影響因子可能在15-20之間。在這篇文章中，作者系統地介紹了納米平臺作為鈣穩態干擾劑用于癌癥治療的原理和方法。該文首先概述了調節鈣穩態在癌癥治療中的不同策略和材料；隨后深入解析了這些材料在腫瘤細胞和免疫細胞中的效應，即主要通過調節細胞鈣離子平衡，達到治療癌癥的效果。此外還討論了未來基于鈣離子的納米療法的挑戰和潛在的研究路徑。文章旨在推進新型納米平臺的發展及其在腫瘤治療中的應用。

鈣離子作為人體內含量最豐富的第二信使，在基因表達、細胞周期調控、細胞增殖、自噬和細胞凋亡等多種生物學過程中發揮重要的作用。鈣離子的動態平衡是通過鈣通道、鈣泵、轉運體和交換體等的互相調節來維持的。鈣離子水平異常與多種疾病密切相關，包括腫瘤、心血管疾病、神經退行性疾病、高血壓和糖尿病等。值得注意的是，在癌癥發生和進展過程中，腫瘤細胞對鈣離子的調節比正常細胞表現出更高的敏感性。鈣離子動態平衡的破壞可導致不可逆轉的細胞損傷，甚至細胞死亡。因此，通過調節鈣穩態而治療腫瘤成為了近年來腫瘤治療的熱點話題和潛在的新方向，具有以下優勢：（1）鈣離子是人體內含量最豐富的金屬離子，在調節細胞的增殖、分化、代謝和細胞死亡等過程中起著至關重要的作用，便于成為治療靶點；（2）鈣基納米材料的制備方法簡單、經濟、生物安全；（3）通過調節腫瘤細胞的鈣離子活動可選擇性地觸發腫瘤細胞死亡，而不依賴于外源性細胞毒藥物；（4）基于鈣離子穩態的腫瘤療法不需要外源性物理刺激，如用于光熱療法(PTT)、光動力療法(PDT)和聲動力療法(SDT)等的光、聲刺激，有利于簡化治療程序和實現臨床轉化。因此，在多種腫瘤治療方法中，鈣穩態調控療法有一定的獨特性和優勢。

納米科學和納米技術的迅速發展，使鈣基納米材料在疾病治療方面顯示出了巨大的潛力。這些材料由于能夠直接將鈣離子釋放到細胞內并調節細胞內鈣離子的水平而引起了人們的極大關注。這些納米粒子中的大部分鈣離子以生物礦物質的形式存在，并能可控釋放；它們表現出了優異的生物相容性、生物活性和生物降解性，使鈣基納米材料成為調節鈣離子動態平衡及治療腫瘤的有前途的材料和平臺。

基于鈣離子的納米材料可被用作干擾劑而破壞細胞的鈣離子穩態，通過誘導鈣超載來促進腫瘤細胞死亡，或通過降低胞內鈣離子水平而逆轉腫瘤的耐藥性。鈣超載可導致線粒體功能障礙、ROS水平升高、細胞膜和細胞器膜損傷和細胞骨架破壞，從而導致腫瘤細胞死亡。然而，腫瘤細胞中的高水平的鈣離子可導致耐藥性。因此，使用鈣離子拮抗劑和小干擾核糖核酸以可控方式降低胞內鈣離子水平則可逆轉這種耐藥性。降低胞內鈣離子水平可以降低線粒體膜電位，促進腫瘤細胞凋亡，抑制腫瘤轉移，并使耐藥腫瘤對化療藥物敏感。此外，鈣基納米材料還可以用于干預免疫細胞的鈣離子穩態，增強免疫力，促進癌癥免疫治療。

該文共有19幅精美圖片，在綜述類文章中屬于圖片最多的，方便讀者深入理解腫瘤的鈣調控療法的原理和技術。

作者在文中討論了一系列干擾鈣穩態的納米材料和平臺在癌癥治療方面的應用。這些納米平臺可以分為兩類：鈣超載治療和鈣抑制治療。鈣穩態的調節以癌細胞和免疫細胞為靶點，啟動或增強治療結果。鈣超載療法已與其他療法聯合使用；鈣抑制療法在治療耐藥腫瘤方面取得了顯著效果。此外，鑒于鈣離子在免疫調節中起著關鍵作用，目前的研究正在探索鈣離子誘導劑作為一種新的免疫療法的可能性，以及未來可能出現的新的鈣基腫瘤治療方法和策略。作者也探討了鈣基納米材料用于疾病治療所面臨的問題和挑戰，并展望了未來發展的前景。

（圖文/封啟龍）