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  代謝重編程是癌癥的重要特征之一。腫瘤細胞的特定代謝途徑及其在腫瘤微環(huán)境（TME）中積累的代謝產(chǎn)物大大限制了效應(yīng)T細胞對腫瘤細胞的免疫監(jiān)視和殺傷能力。靶向TME改變腫瘤代謝途徑被認(rèn)為是下一代癌癥治療的理想策略。研究表明，TME中乳酸的積累不僅促進了腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移，還削弱了效應(yīng)T細胞和自然殺傷細胞的功能，并促進了巨噬細胞的M2型免疫抑制表型轉(zhuǎn)化，從而建立了免疫抑制微環(huán)境。令人鼓舞的是，已被開發(fā)的調(diào)節(jié)乳酸代謝策略，能夠逆轉(zhuǎn)免疫抑制微環(huán)境，激活免疫系統(tǒng)。 

  納米遞送系統(tǒng)為改善蛋白質(zhì)和小分子藥物的遞送效率提供了一種新的策略，在改變腫瘤和免疫細胞的代謝途徑方面展示出良好的應(yīng)用潛力。研究顯示，通過納米載體遞送乳酸氧化酶（LOX）或乳酸外排抑制劑來調(diào)節(jié)乳酸代謝，并結(jié)合聲動力治療、光熱治療或化療等策略顯示出良好的抗腫瘤效果。相關(guān)研究顯示乳酸作為關(guān)鍵代謝靶點，為激活免疫治療提供了一種新的可行策略。然而，當(dāng)前的乳酸代謝治療策略主要集中在減少乳酸含量，設(shè)計能夠同時耗竭TME中乳酸并利用其降解產(chǎn)物過氧化氫（H₂O₂）增強腫瘤治療的納米藥物可大大提高腫瘤治療效果。此外，由于腫瘤細胞的代謝具有高度的可塑性，將乳酸代謝調(diào)節(jié)與其他代謝途徑結(jié)合起來靶向多條代謝途徑有望實現(xiàn)更高效的代謝調(diào)控治療。

  腫瘤細胞的氧化還原代謝被認(rèn)為是腫瘤治療的一個有效靶點�；诮饘匐x子介導(dǎo)的芬頓或類芬頓反應(yīng)的化學(xué)動力學(xué)治療（CDT）是調(diào)節(jié)腫瘤氧化還原代謝平衡實現(xiàn)腫瘤治療的典型代表。其原理是通過將H₂O₂轉(zhuǎn)化為更具毒性的羥基自由基（?OH），從而誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡。盡管CDT具有良好的應(yīng)用潛力，但是腫瘤內(nèi)低濃度的H₂O₂限制了?OH的持續(xù)產(chǎn)生。另外，細胞內(nèi)高水平的還原性物質(zhì)谷胱甘肽（GSH）則會捕捉生成的?OH，限制了CDT的治療效果。因此，構(gòu)建能夠提高H₂O₂含量并降低GSH水平的納米藥物是提高CDT效率的關(guān)鍵。層狀雙金屬氫氧化物（LDH）是一種典型的二維無機納米材料，具有合成簡便、易于摻雜二價和三價金屬離子、對pH敏感和良好的生物相容性等特點，在腫瘤的診斷及治療領(lǐng)域顯示出良好的轉(zhuǎn)化潛力。

圖1、LDH-DC-LOX納米顆粒的制備及其用于調(diào)節(jié)乳酸和氧化還原代謝誘導(dǎo)級聯(lián)的化學(xué)動力學(xué)/免疫療法。

圖2、（A）LDH和（B）LDH-DC納米顆粒的透射電子顯微鏡（TEM）圖像（標(biāo)尺：100 μm）。（C）LDH-DC、LOX、LDH-DC-LOX、BSA、LDH-DC-BSA的SDS-PAGE蛋白分析。LDH、DC、LDH-DC、LOX、LDH-DC-LOX的（D）紫外光譜和（E）紅外光譜。（F）LDH-DC-LOX在不同分散劑中的水合粒徑變化。（G）LDH-DC-LOX的乳酸降解能力。（H）LDH-DC-LOX在不同溶液中的電子自旋共振（ESR）圖譜。（I）LDH-DC-LOX與亞甲基藍（MB）溶液反應(yīng)后的紫外吸收光譜。

圖3、（A）不同濃度LDH、LDH-DC-BSA、LDH-LOX或LDH-DC-LOX處理4T1細胞24小時的細胞活力（n = 6）。4T1細胞經(jīng)不同處理12 h（B）細胞內(nèi)和（C）細胞外的乳酸含量（n = 3）。4T1細胞經(jīng)不同處理6 h細胞內(nèi)的（D）GSH含量及（E和F）ROS含量（n = 3）。（G）LDH-DC-LOX改變腫瘤細胞內(nèi)氧化還原平衡增加ROS含量示意圖。圖（A-D，F(xiàn)）中，*表示p < 0.05，**表示p < 0.01，***表示p < 0.001。

圖4、4T1細胞經(jīng)不同處理6 h的（A）ROS含量檢測及（B）脂質(zhì)過氧化物（LPO）含量檢測的激光共聚焦圖片（標(biāo)尺：20 μm）。（C）4T1細胞經(jīng)不同處理24 h凋亡檢測的流式細胞術(shù)點圖（n = 3）。

圖5、（A）小鼠4T1腫瘤建立和抗腫瘤實驗評價流程示意圖。（B）荷瘤小鼠經(jīng)不同治療后的（B）相對體重變化（n = 5）、（C）相對腫瘤體積變化（n = 5）、（D）腫瘤體積變化（n = 5）。（E）各實驗組小鼠腫瘤切片的H&E及TUNEL染色圖片（標(biāo)尺：50 μm）。（F）各實驗組小鼠肺組織切片的H&E染色圖片（標(biāo)尺：1 mm）。圖（C-D）中，*表示p < 0.05，**表示p < 0.01，***表示p < 0.001。

圖6、不同實驗組小鼠腫瘤中（A）CD 4⁺ T細胞和（B）CD 8⁺ T細胞的流式細胞術(shù)點圖。不同實驗組小鼠脾臟中（C）CD 4⁺ T細胞和（D）CD 8⁺ T細胞的流式細胞術(shù)點圖。各實驗組小鼠血清中（E）TNF-α、（F）Granzyme-B 和（F）IFN-γ的ELISA檢測結(jié)果（n = 3）。圖（E-G）中， **表示p < 0.01，***表示p < 0.001。

圖7、不同實驗組小鼠腫瘤中（A） IRF1、（B）SLC7A11、（C）GPX4蛋白表達水平的定量結(jié)果圖。（D）不同實驗組小鼠腫瘤腫GSH含量。不同實驗組小鼠腫瘤的（E和F）ROS和（E和G）LPO熒光圖像及其定量分析。

  綜上所述，本研究設(shè)計的LDH-DC-LOX納米藥物具有以下顯著特點：（1）Cu²⁺、DC、LOX可在酸性TME條件下從納米平臺中釋放；（2）DC和LOX的聯(lián)合作用可有效調(diào)節(jié)乳酸代謝，減少TME中的乳酸，從而激活免疫治療，并生成H₂O₂；（3）摻雜的Cu²⁺能夠有效調(diào)節(jié)腫瘤細胞的氧化還原代謝，通過類芬頓反應(yīng)將H₂O₂轉(zhuǎn)化為更具毒性的?OH，且通過消耗細胞內(nèi)的GSH增強CDT；（4）LOX催化乳酸產(chǎn)生的H₂O₂和由免疫應(yīng)答激活后分泌的細胞因子IFN-γ可進一步增強CDT效果。因此，本研究所設(shè)計的LDH-DC-LOX納米藥物能夠有效地調(diào)節(jié)乳酸和氧化還原雙重代謝途徑，通過級聯(lián)作用激活免疫治療并增強CDT，為靶向代謝調(diào)控治療腫瘤提供了新的策略。

  文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.actbio.2025.02.008