磁性纳米粒子介导的细胞生物学效应

磁性纳米粒子(magnetic nanoparticles, MNPs)由于其独特磁响应性,可将外加磁场的能量转化为机械能和热能。磁性纳米粒子介导的物理信号依赖于MNPs本身的磁学性能及磁场的参数,可定量输出作用于不同类型的细胞,调控细胞命运。MNPs本身Fe~(2+)引发芬顿反应可上调化学信号(reactive oxygen species, ROS),用于肿瘤治疗;在超低频磁场(1 Hz)下产生的机械力可诱导干细胞分化和巨噬细胞极化等过程,用于再生医学领域;在低频磁场(1～100 Hz)下产生的机械力可通过直接物理破坏或间接触发生物信号通路,引起肿瘤细胞死亡;在高频磁场(100 kHz～1 MHz)下产生的热可破坏肿瘤细胞,在神经元信号转导领域也取得一定的突破。研究MNPs介导的化学、物理、生物信号引起的细胞生物学效应对MNPs的设计和磁场的选择具有重要的指导意义。本文就MNPs在不同类型磁场下介导的细胞生物学效应做一概述。