沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8是一种孔径可调、孔隙率高、生物相容性好、稳定性高的新型金属有机框架材料（MOFs），可广泛应用于吸附、储气、催化等领域。在生物医药领域，ZIF-8是Zn基MOFs中应用最广泛的药物载体，可以实现对化疗药物、声敏剂分子、生物酶等的高效装载，同时具有在弱酸性环境下ROS响应性药物释放的功能，因此将其作为药物载体实现抗肿瘤药物的高效运输和肿瘤部位精准释放具有极大的潜力。

本期小丰整理了3篇近期ZIF-8在生物医学领域的应用进展，一起看下吧~

Acta Pharmaceutica Sinica B

ZIF-8包裹治疗基因结合细菌用于癌症免疫治疗

由于肿瘤微环境（TME）中的血管异常增殖，特定肿瘤靶向基因递送仍然是一个未解决的治疗问题。研究发现一些细菌对厌氧和免疫抑制的 TME 表现出自发趋化性，这使得它们成为癌症基因治疗的理想天然载体。

2024年7月27日，Acta Pharmaceutica Sinica B( IF 14.7 )报道了研究人员将包裹白细胞介素2(IL2)质粒的ZIF-8金属有机框架结合到伤寒沙门氏菌菌株（Salmonella）的表面，得到了一种靶向肿瘤微环境的基因递送系统IL2/ZIF-8@Salmonella。

实验结果表明，质粒/ZIF-8@Salmonella可以在肿瘤微环境中富集，并被肿瘤相关巨噬细胞(TAM)有效吞噬，从而导致治疗性蛋白的表达和分泌。与IL2/ZIF-8颗粒或沙门氏菌的单一疗法相比，IL2/ZIF-8@Salmonella在黑色素瘤和原位肝细胞癌(HCC)模型中表现出显著改善的肿瘤抑制效果，同时对主要器官和造血系统的毒性较低。

研究人员进一步讨论了其作用机制发现，IL2/ZIF-8@Salmonella增加了TME中的IL2水平，从而导致抗肿瘤免疫反应被重新激活，其标志是细胞毒性T淋巴细胞(CTL)和巨噬细胞数量增加，以及CTL活化水平更高和巨噬细胞M1极化。更重要的是，IL2/ZIF-8@Salmonella对主要器官和造血系统表现出高度的安全性。

该项研究制备的这种新型质粒/ZIF-8@Salmonella系统可同时实现治疗基因的有效TME靶向递送以及TIME的协同重新激活。随着对细菌-宿主免疫反应和抗肿瘤免疫反应之间相互作用的更深入了解，细菌将成为多学科治疗癌症的积极贡献者。

文献名称：Development of a bacteria-nanosapper for the active delivery of ZIF-8 particles containing therapeutic genes for cancer immune therapy

DOI:10.1016/j.apsb.2024.07.020

Advanced Functional Materials

超薄ZIF-8涂层增强酶纳米制剂用于老年骨质疏松症治疗

抗氧化酶被认为是有效抵抗氧化应激和治疗老年骨质疏松症最直接、最安全的候选者。然而，由于其尺寸原因，现有的酶递送载体不可避免地被细胞内吞，随后进入pH值低、富含酸性水解酶的内体/溶酶体，导致治疗效果有限。

2024年9月5日，Advanced Functional Materials(IF 18.5)报道研究人员通过原位配位介导的自组装策略制备出用超薄ZIF-8涂层增强的超小型超氧化物歧化酶（SOD）纳米制剂utZIF-SOD，利用小尺寸效应utZIF-SOD通过直接、高效的细胞吸收而不是内细胞降解，从而避免了溶酶体降解，表现出较高的利用效率。

研究发现，超薄ZIF-8涂层增强了SOD酶的稳定性，即使在氧化应激水平较高的衰老细胞中，utZIF-SOD仍能有效消除过量的ROS，减少骨髓间充质干细胞（BMSCs）与衰老相关的表型，从而增强其增殖、迁移和成骨能力。其清除过量细胞内活性氧（ROS）的效率约为天然SOD的1.5倍，更好地促进了衰老骨髓间充质干细胞的成骨分化。

在老年骨质疏松症小鼠模型中，utZIF-SOD治疗后的骨密度增量约为天然SOD的2倍，实现了老年骨质疏松的逆转。因此，通过原位协调介导的自组装策略制备的utZIF-SOD在细胞进入过程中可以绕过内溶酶体系统，因而可以防止成年小鼠的骨质流失，加速老年啮齿动物的骨再生，并最终逆转SOP。

这项工作展示了合成具有超薄金属有机框架涂层的超小纳米制剂的巨大前景，并为高效的酶递送开辟了新途径。

文献名称：Ultrathin ZIF-8 Coating-Reinforced Enzyme Nanoformulation Avoids Lysosomal Degradation for Senile Osteoporosis Therapy

DOI: 10.1002/adfm.202410931

Advanced Healthcare Materials

通过ZIF-8封装触发AQP-3蛋白增强氨甲环酸渗透，用于治疗黄褐斑和红斑痤疮

氨甲环酸（TA）作为口服药物全身使用会带来不良反应，而皮内注射又会导致疼痛和感染风险。此外，高亲水性的TA很难穿透含有大量疏水性脂质化合物的皮肤屏障，这对其局部应用造成了巨大的限制。

为了提高TA的渗透率，2024年3月27日，Advanced Healthcare Materials报道研究人员开发了一种以ZIF-8作为超级封隔器的TA输送系统TA@ZIF-8，在提高TA皮肤渗透的同时还可以进一步抑制色素沉着和炎症。

理论计算结果表明，TA分子可以通过物理吸附加载到ZIF-8簇的笼状结构中，或者通过形成新的化学键部分取代笼状结构上的2-MeIM，这种结合方式让TA封装效率达到25%。由于TA@ZIF-8通过氢键和疏水相互作用与AQP-3的相互连接，使得皮肤水合作用升高，TA的透皮穿透进一步增强，可穿过皮肤屏障的障碍，通过内吞作用进入黑素细胞后，降低黑色素含量，抑制黑素生成相关酪氨酸酶的活性和相关基因的表达，从而发挥其治疗黄褐斑的疗效。

此外，TA也可以到达真皮，抑制炎症因子。当TA@ZIF-8暴露于炎症性皮肤组织周围的弱酸性微环境时，其结构被降解，释放的Zn2+与TA发挥协同作用，共同抑制炎症因子。

该项工作制备的TA@ZIF-8不仅增强了TA的透皮特性，有效地抑制色素沉着，而且还能解决同时发生的炎症，为黄褐斑和酒糟鼻提供一个多维的治疗，具有多种优势的高效无创皮肤疗法，这将激发更多对其他皮肤传递应用的研究。

文献名称：Enhancing Tranexamic Acid Penetration through AQP-3 Protein Triggering via ZIF-8 Encapsulation for Melasma and Rosacea Therapy

DOI: 10.1002/adhm.202304189

先丰纳米ZIF-8生物定制服务

截止到9月，先丰纳米帮助客户完成的ZIF-8生物定制服务项目有：

1.CCM@ZIF-8

2.PVP修饰CeO2@ZIF-8@姜黄素及PVP修饰CeO2@ZIF-8

3.多巴胺修饰ZIF-8负载BMP-2

4.ZIF-8载白细胞介素4（IL-4）

5.TAT/anti-NLRP3@ZIF-8

6.anti-NLRP3@ZIF-8

7.ZIF-8负载西格列汀

8.ZIF-8包裹二氧化铈载姜黄素

9.DHA@ZIF-8-ICG

除ZIF-8的生物定制服务外，先丰纳米还可提供其他MOF载药或者载荧光分子的服务

先丰纳米ZIF-8材料推荐

XFF28-6ZIF-8(共沉淀法，75~100nm) 

XFF28-5高比表面积ZIF-8(机械化学法)

XFF28-4ZIF-8(共沉淀法，40~60nm)

XFF28-3疏水ZIF-8

XFF27-1ZIF-8（水热法）

XFF28-1ZIF-8（共沉淀法)