钙离子不仅参与信号传导，也是决定细胞生死的重要“开关”。本研究受镧系收缩启发，构建了超声激活的PVP修饰La₀.₉₃MnO₃纳米离子干扰剂（LMOP），在超声激活下，按需释放La³⁺并产生ROS，协同阻断Ca²⁺外排/内质网回收、促进细胞外Ca²⁺内流和线粒体Ca²⁺摄取。由此形成“超级钙风暴”，造成线粒体功能障碍并诱导泛凋亡，同时释放DAMPs，促进DC细胞成熟和CD8⁺ T细胞浸润，为精准钙干扰肿瘤治疗提供了新策略。

中文标题：超声激活的镧系颗粒诱导肿瘤细胞内“超级钙风暴”

英文原题：Ultrasonic-activated La0.93Mn3-mediated super calcium storm induces mitochondrial dysfunction and PANoptosis

通讯作者：

罗宇，上海工程技术大学

林志强，北京大学基础医学院

第一作者：

段冰冰，上海工程技术大学

张可心，上海工程技术大学

关键词：超声激活；镧系钙干扰；超级钙风暴；泛凋亡；肿瘤免疫

为什么要让肿瘤细胞“钙超载”？

提到钙，很多人首先想到骨骼和牙齿。事实上，对细胞而言，Ca²⁺更像一位高度敏感的“信号调度员”：它参与增殖、代谢、迁移和细胞死亡等关键过程。正常细胞会通过细胞膜钙泵、内质网和线粒体等系统，把细胞内Ca²⁺控制在很窄的范围内；一旦这种平衡被打破，细胞就可能从“正常运转”迅速走向功能崩溃。肿瘤细胞同样依赖钙稳态维持生存，因此，精准制造肿瘤细胞内的Ca²⁺超载，正在成为钙干扰治疗的重要思路。

这项研究做了什么？

研究团队受“镧系收缩”现象启发，利用La³⁺的离子半径与Ca²⁺相近，但价态更高、与含氧配位位点结合更强，可作为一种“超级钙”离子干扰剂。更关键的是，LMOP并非无差别地持续释放活性组分，而是在超声激活下被“打开”：一方面按需释放La³⁺，另一方面产生ROS。超声具有非侵入、可聚焦和时空可控等特点，相当于给纳米材料装上了一个远程开关。

“超级钙风暴”如何形成？

如图1所示，LMOP+US通过多条路径同时围堵肿瘤细胞的钙稳态防线。第一，释放的La³⁺抑制Ca²⁺-ATPase活性，使Ca²⁺外排和内质网回收受阻；第二，La³⁺促进线粒体钙单向转运蛋白MCU介导的Ca²⁺内流，把过量Ca²⁺导向线粒体这一能量中枢；第三，超声诱导的ROS可激活细胞膜TRPA1通道，进一步调动细胞外巨大的Ca²⁺储备进入细胞。细胞外Ca²⁺浓度约为细胞内水平的1.5万倍，一旦通道被打开，原本被严密隔离的“钙库”便会涌入细胞，造成钙超载。

图1：超声激活LMOP引发“超级钙风暴”并放大抗肿瘤免疫反应的机制示意图。LMOP在超声作用下释放La³⁺并产生ROS，协同抑制Ca²⁺-ATPase、激活TRPA1和MCU，最终导致线粒体功能障碍、泛凋亡以及DC成熟/T细胞激活。

从线粒体失控到免疫接力

Ca²⁺与ROS的协同失衡直接打击线粒体：研究在细胞水平观察到线粒体嵴断裂、膜电位下降和ATP减少等现象。线粒体受损后，细胞死亡不再是单一路径，而是启动泛凋亡——一种整合凋亡、坏死性凋亡和焦亡的程序性细胞死亡模式。泛凋亡伴随钙网蛋白外翻、HMGB1释放和胞外ATP增加等免疫原性死亡信号，从而促进树突状细胞成熟并增强CD8⁺ T细胞浸润。换句话说，LMOP+US不仅让肿瘤细胞“内部失控”，还把死亡信号转化为抗肿瘤免疫的“求援信号”。

研究结果与意义

在Panc02胰腺癌、MB49膀胱癌和4T1乳腺癌小鼠模型中，LMOP+US均表现出显著的肿瘤生长抑制和生存获益；在双侧膀胱癌模型中，未经超声直接照射的远端肿瘤也受到抑制，提示该策略可能通过免疫激活带来系统性抗肿瘤效应。健康小鼠急性毒性评估显示，LMOP给药后28天内血液学、生化指标和主要脏器组织学未见明显异常。需要说明的是，这些结果仍属于细胞和动物实验阶段，后续还需围绕长期代谢、安全性、原位模型及联合免疫治疗等方向继续验证。总体而言，该工作提出了一种“稀土超级钙+超声遥控+免疫放大”的钙干扰治疗范式，为纳米医学精准调控肿瘤离子稳态提供了新的设计思路。

引用本文

Bingbing Duan, Kexin Zhang, Tao Zhao, et al. Ultrasonic-activated La0.93MnO3-mediated super calcium storm induces mitochondrial dysfunction and PANoptosis. Fundamental Research. https://doi.org/10.1016/j.fmre.2026.03.001.

原文链接（复制到浏览器中查看）：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325826001664

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