近年来,恶性肿瘤的发病率在我国呈现显著的增高趋势。作为恶性肿瘤的主要治疗手段,放疗和化疗目前仅仅起到了极低的治疗效果,却伴随有高的毒副作用,这使得癌症治癒率维持在一个极低的水平。突破现有思维,开发一种全新的治疗手段,进而极大提升恶性肿瘤治愈率,显得极有必要。一直以来,研究人员通过研究细胞死亡的机理,开发出多种多样的癌症治疗方法。近期研究表明发现一种新型细胞死亡方式,其发生过程利用细胞内富含的铁,通过脂质过氧化反应诱导细胞非凋亡性死亡,并将该种死亡方式定义为铁死亡。铁死亡是一个全新的细胞死亡模式,它在形态学、生物化学及遗传学方面与凋亡、坏死、自噬等有着明显的不同,可利用这一新型机理,探究全新的癌症治疗手段。当今纳米技术快速发展,纳米材料广泛应用于癌症治疗中。对于细胞死亡机理的研究也有所深入,设计具有精确调节物理化学性质的肿瘤靶向粒子可以提高治疗效果,并获得药理学靶点。聚多巴胺(PDA)是一种安全无毒的材料,因其多功能性,广泛应用于生物医药领域。聚多巴胺具有良好的生物相容性、亲水性以及稳定性,且可与金属离子螯合,可通过化学反应与携带氨基或羧基得到有机分子反应,进行材料的进一步修饰,从而获得性能更好的生物材料。本文将利用聚多巴胺的特性,设计一种基于聚多巴胺材料的纳米材料,表面修饰聚乙二醇,提高其稳定性,并提供二次反应平台,螯合铁离子,并起到延长体内循环时间等作用的超小(10nm左右)的聚(乙二醇)包覆聚多巴胺纳米颗粒,超小化处理增大比表面积,以提供更多的反应位点螯合大量铁离子,更有利于探索铁离子诱发铁死亡致死肿瘤细胞的详细机制。此外,铁离子释放与酸碱度有关,在pH=5.0时可达70%左右,这一性质也有利于在肿瘤微环境中的应用。体外实验表明,制备的纳米粒子对肿瘤细胞(包括4T1和U87MG细胞)具有有效的抗癌作用,但铁离子比亚铁离子具有更强的杀伤癌细胞能力。通过检测活性氧(ROS)、谷胱甘肽过氧化物酶-4(GPx-4)和脂质过氧化物(LPO)等标记物以及经铁死亡促进剂和抑制剂处理前后的变化,研究不同价态铁离子诱发铁死亡的区别。研究结果表明,UPDA-PEG@Fe2+纳米颗粒诱导的铁死亡更依赖于活性氧,而UPDA-PEG@Fe3+纳米颗粒诱导的铁死亡更依赖于脂质过氧化物。此外,在荷瘤balb/c小鼠中的体内研究表明,所制备的纳米颗粒可以显著抑制肿瘤增长,并且具有良好的生物相容性,几乎不会对小鼠主要器官组织造成伤害。