化療是許多實(shí)體惡性腫瘤的主要治療方法,因其缺乏靶向性,會(huì)形成更適合惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的免疫抑制性腫瘤微環(huán)境(TME)。該微環(huán)境中的腫瘤浸潤細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTLs)水平較低,而免疫抑制細(xì)胞如調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)和M2型腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)的水平較高,從而限制了化療療效。因此,選擇合適的化療藥物靶點(diǎn)和調(diào)節(jié)免疫微環(huán)境的雙重策略,將有效誘導(dǎo)機(jī)體的正向免疫應(yīng)答反應(yīng),從而達(dá)到理想的治療效果。
在眾多化療方式中,以內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)為靶點(diǎn)的治療很有前景。眾所周知,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)折疊和運(yùn)輸?shù)闹饕獔鏊瑓⑴c多種細(xì)胞功能。腫瘤細(xì)胞的過度增殖導(dǎo)致錯(cuò)誤折疊和未折疊蛋白的增加,從而引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ERS)。為了解決這個(gè)問題,腫瘤細(xì)胞啟動(dòng)一種生存機(jī)制恢復(fù)細(xì)胞穩(wěn)態(tài),稱為未折疊蛋白反應(yīng)(UPR)。IRE1α-XBP1是UPR中最保守的進(jìn)化分支,調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá),恢復(fù)腫瘤細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)和生存。豐加霉素(Toy)是一種嘌呤核苷類似物,通過阻斷IRE1α-XBP1信號(hào)通路,使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生持續(xù)性的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,從而引起腫瘤細(xì)胞凋亡和免疫原性死亡(ICD)。值得注意的是,持續(xù)性的化療會(huì)使腫瘤細(xì)胞表面免疫檢查點(diǎn)配體的表達(dá)上升,從而產(chǎn)生免疫逃逸。免疫檢查點(diǎn)阻斷(ICB)療法通過使用程序性細(xì)胞死亡配體1(PD-L1)等抗體,可以重新激活T細(xì)胞,增強(qiáng)抗腫瘤免疫治療。
為了實(shí)現(xiàn)腫瘤的高效治療,需要開發(fā)集診斷和治療于一體的納米平臺(tái)。金納米粒子(Au NPs)具有較高的原子序數(shù)、X射線吸收系數(shù)和良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn),在計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)成像中具有巨大潛力。同時(shí)已有研究表明,含Au NPs的樹狀大分子納米材料可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞復(fù)極化為M1型,在CT成像引導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的腫瘤免疫治療。
在眾多的納米平臺(tái)中,納米凝膠(NGs)集合了納米材料和凝膠的雙重特性,具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、高水合性、高收縮擴(kuò)張?zhí)匦?/span>等優(yōu)點(diǎn),因此受到研究者的關(guān)注。TME響應(yīng)性(如氧化還原)納米凝膠一方面通過增強(qiáng)的通透和滯留效應(yīng)(EPR),高效聚集在腫瘤部位,降低毒性反應(yīng);另一方面實(shí)現(xiàn)了化療藥物在腫瘤部位的精準(zhǔn)釋放,減少不良反應(yīng)。目前在眾多的聚合物納米材料中,第3代聚酰胺-胺(PAMAM)樹狀大分子(G3.NH2)具有高度的分支結(jié)構(gòu)和豐富的表面官能團(tuán),因此可以作為合成納米凝膠的一種前體材料。
腫瘤組織豐富的細(xì)胞外基質(zhì),降低了腫瘤微環(huán)境中的血流灌注,最終阻礙藥物遞送到腫瘤細(xì)胞。超聲靶向微泡破壞(UTMD)技術(shù)利用微泡產(chǎn)生的瞬間空化效應(yīng)增加血流灌注,使納米材料在腫瘤部位有效富集。因此,診療一體化納米平臺(tái)在UTMD技術(shù)的聯(lián)合作用下,可以進(jìn)一步增強(qiáng)癌癥的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和高效治療。
圖3.(a)不同材料處理后Pan02細(xì)胞的活力;(b)Pan02細(xì)胞在不同濃度Au/Toy@G3 NGs和Au/Toy@G3 NGs + UTMD處理6 h后,對(duì)Au NPs的吞噬情況;(c-d)不同材料處理后Pan02細(xì)胞的凋亡流式分析和定量分析;(e)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)蛋白的Western blot實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖;(f-j)不同材料處理后Pan02細(xì)胞內(nèi)相關(guān)蛋白的表達(dá)水平。
圖4.(a)Pan02經(jīng)不同實(shí)驗(yàn)組處理后的流式分析圖;(b)Pan02經(jīng)不同實(shí)驗(yàn)組處理后CRT的表達(dá),(c)ATP的分泌,(d)HMGB-1的釋放情況分析圖;(e)Transwell示意圖;(f-g)樹突細(xì)胞的熟化情況結(jié)果分析圖。
圖6.(a)小鼠腫瘤部位CD86和CD206染色結(jié)果;(b)小鼠腫瘤部位CD4+和CD8+T細(xì)胞的分布情況;(c)小鼠腫瘤部位Tregs的表達(dá)情況;(d-f)CD4+ T、CD8+ T細(xì)胞和Tregs細(xì)胞的表達(dá)水平;(g)脾臟CD4+和CD8+ T細(xì)胞的免疫熒光染色結(jié)果分析。
簡而言之,該研究設(shè)計(jì)的Au/Toy@G3 NGs具有以下優(yōu)勢(shì):1)通過反相微乳液法形成的雜化NGs,在TME中響應(yīng)性釋放Au NPs和Toy,以提高它們的生物利用度;2)Au/Toy@G3 NGs一方面可通過Toy增強(qiáng)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和免疫原性死亡,進(jìn)一步刺激樹突細(xì)胞熟化,從而激發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng);另一方面,Au NPs可將TAMs從M2型轉(zhuǎn)向M1型,重新調(diào)控免疫抑制TME,在增強(qiáng)抗腫瘤免疫治療的同時(shí)實(shí)現(xiàn)腫瘤CT成像;3)UTMD增強(qiáng)的腫瘤滲透和PD-L1抗體介導(dǎo)的ICB,可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的抗腫瘤化學(xué)/免疫聯(lián)合治療效果。本研究構(gòu)建的響應(yīng)型Au/Toy@G3 NGs在UTMD增強(qiáng)的組織穿透力和CT成像引導(dǎo)下,通過靶向腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞的化學(xué)/免疫聯(lián)合治療策略,實(shí)現(xiàn)了腫瘤高效診療療,為開發(fā)新型腫瘤高效治療納米藥物提供新思路。
文章鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202301759
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