近年来,通过激活人体自身免疫系统杀伤肿瘤细胞的肿瘤免疫疗法,成为了肿瘤综合治疗的重要组成部分,日益受到科研人员的重视。
来自华南理工大学的刘同学,就以第一作者身份在国际顶级期刊Advanced Materials上,发表了一篇有关肿瘤免疫治疗的最新研究成果,并亲自解读了该文献内容,供读者参考。
刘同学所在的华南理工大学生物医学科学与工程学院王均教授团队,与新加坡南洋理工大学浦侃裔教授研究组团队,共同开发了一种智能半导体聚合物纳米免疫调节剂,用于肿瘤微酸环境激活的精准光动力免疫治疗。
①基本信息
英文标题:
中文标题:
肿瘤-微环境-可激活聚合物纳米免疫调节剂用于精准癌症光动力免疫治疗
发表期刊:
Advanced Materials
影响因子:
30.849(2022)
第一作者单位:
华南理工大学
通讯作者单位:
华南理工大学
使用Elabscience®的产品:
产品货号 |
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应用 |
ELISA |
检测靶标 |
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种属 |
小鼠 |
检测样本 |
肿瘤细胞培养上清&肿瘤组织 |
②研究摘要
纳米载体能够改善免疫制剂在体内的分布和代谢,增强药物与免疫细胞的相互作用,克服免疫治疗带来的限制因素,其在肿瘤免疫治疗上表现出巨大潜力。然而,精确调控抗肿瘤免疫的激活,仍然是一个巨大挑战。
一方面,肿瘤内源性刺激,如微酸、氧化还原电位、酶、乏氧等可激活的响应性纳米药物,在肿瘤部位特异性释放免疫制剂,降低免疫治疗的副作用,以改善抗肿瘤效果。另一方面,光、热、超声、电磁辐射等不受机体生理、病理因素影响的外源性刺激,也为免疫治疗提供了时空上可控制的方法。
光动力学疗法的原理是:在外源性光照射下,诱导肿瘤细胞免疫原性死亡(ICD),增强抗肿瘤免疫反应。因此,联合内源性和外源性刺激,构建响应性纳米制剂,有望进一步精准调控和提高抗肿瘤免疫反应。
图示:
a: 该智能半导体聚合物纳米免疫调节剂SPNI的化学结构和制备过程;
b: SPNI介导的免疫激活示意图:肿瘤微酸环境刺激R837的释放,SPNI介导的光动力疗法在肿瘤部位产生免疫原性死亡。两者协同作用,产生免疫激活。
③研究发现与创新
基于此,研究团队通过整合内源性和外源性刺激的优点,研发了一种智能半导体聚合物纳米免疫调节剂,用于肿瘤微酸环境激活的精准光动力免疫治疗。研究人员利用肿瘤微酸响应的化学键,将TLR7激动剂(R837)键合在两亲性聚合物上,同时,利用该聚合物包载近红外光响应的光敏材料,构建双重响应型纳米免疫制剂。
该纳米制剂经过系统给药后,在肿瘤部位富集,经外源性激光照射,杀伤肿瘤细胞并诱导肿瘤免疫原性死亡。同时,在内源性肿瘤微酸的刺激下,释放免疫佐剂。
在肿瘤微环境中,释放的免疫原性因子(肿瘤相关抗原及损伤相关分子模式)和佐剂协同发挥作用,可以作为原位肿瘤疫苗,激活专职抗原提呈细胞-树突状细胞,从而进一步改善抗肿瘤免疫治疗。该体系为实现精准调控的肿瘤联合免疫治疗提供了新的思路。
④实验结果展示
图示:
f:4T1小鼠乳腺癌细胞分别经PBS、SPNI、SPNC孵育24小时,经光照辐射、培养4h后,癌细胞培养上清中HMGB1的浓度;
SPNI:有TLR7激动剂的实验纳米颗粒;
SPNC:无TLR7激动剂的对照纳米颗粒;
-laser:无光照辐射;+laser:有光照辐射。
实验发现,具有光辐照组的SPNC或SPNI释放的HMGB1,比没有光辐照组的SPNC或SPNI高4.4到5.5倍。
图示:
i:经各种治疗后,小鼠的原发性乳腺肿瘤切片中,HMGB1(黄色)的免疫荧光染色图。
作为ICD指标,可通过免疫荧光染色对HMGB1进行评估。结果表明,在原发性肿瘤组织中,SPNI(+)和SPNC(-)组中HMGB1(SPNI,34.4%;SPNC,38.1%)的表达水平更高。
图示:
对4T1乳腺癌荷瘤小鼠尾静脉注射该智能纳米制剂,一天后对小鼠肿瘤进行光动力治疗,收集肿瘤组织,检测肿瘤组织间质中HMGB1(a)和ATP(b)的分泌情况。
实验结果表明,在经过光照的治疗组小鼠的肿瘤间质中,检测到了明显的HMGB1升高。
该研究证明,纳米制剂经过系统给药后,经外源性激光照射,能有效杀伤肿瘤细胞并诱导肿瘤免疫原性死亡。同时,在内源性肿瘤微酸刺激下,释放免疫佐剂,可发挥原位肿瘤疫苗的作用,精准调控和提高抗肿瘤免疫能力。