国自然热点解析——纳米簇打破免疫抑制桎梏,使肿瘤由“冷”变“热”

2022-01-11 17:23 檀溪生物

近年来,随着肿瘤免疫学研究的发展,一些学者提出了“冷”和“热”肿瘤的概念(“热”肿瘤指有很多抗肿瘤的T淋巴细胞等免疫细胞浸润的肿瘤;“冷”肿瘤即免疫细胞少、难以渗透的肿瘤),引领了未来的抗肿瘤免疫研究。

将“冷”肿瘤变“热”是肿瘤领域研究的热点之一,为了让大家进一步认识“冷”、“热”肿瘤,拓展研究思路,今天带来一篇发表于PNAS(美国科学院院报,影响因子为11.205,近十年最低影响因子为9.412)的文章,题为:

首先,我们先了解下文章的研究背景。

话说冷”肿瘤很擅长“伪装”自己,使免疫系统难以识别,不能引起有效的免疫反应。一般来说,抗原呈递细胞(APC)不再能够识别此类肿瘤,T细胞被排除在肿瘤微环境(TME)之外,这对抗肿瘤免疫治疗造成了巨大障碍。临床研究表明,大多数肿瘤是“冷”的,调节免疫过程使“冷”肿瘤变为“热”肿瘤已成为抗肿瘤免疫治疗的迫切任务。该文章研究者在化学上巧妙开发了一种免疫调节药物纳米簇(FS@PMPt,并探究其是否能够逆转免疫抑制性TME,将“冷”肿瘤转变为“热”肿瘤。


**步,文章介绍了纳米簇的制备和免疫调节作用(1)。合成的氟化顺铂药物载体(F-S-PAMAM-Pt)和氟化光敏剂氯e6Ce6)共聚物(F-Ce6-PEG)可以通过氟-氟(F-F)相互作用与全氟碳(PFC)组装形成纳米簇FS@PMPt(1A)。纳米簇可以确保产生足够的活性氧(ROS),从而触发强烈的免疫原性细胞死亡(ICD),诱导免疫反应,增加树突状细胞(DC)和CD8+T细胞的浸润,使“冷”肿瘤变“热”。同时,释放顺铂结合的PMPt穿透肿瘤,杀死肿瘤内的Tregs和髓源性抑制细胞(MDSCs)(“冷”肿瘤的罪魁祸首),从而打破免疫抑制的桎梏,进一步增强免疫治疗(1B)。

      Fig.1.   Preparation and immunoregulation of FS@PMPt.

随后,便是分析纳米簇的物理化学特性(2)。包括形态、大小、胶体稳定性、药物释放、携氧和活性氧生成能力等方面的评估。


Fig.2.   Physicochemical characterization of thenanoclusters.


准备好纳米药物,就该探讨其抗肿瘤疗效了(3)。3A-3B验证了纳米簇的深度穿透能力,其可更有效地进入细胞。在激光放射(L)下,ROS敏感的纳米簇(FS@PMPt)较非ROS敏感的纳米簇(FN@PMPt)组细胞活力显著降低(3C),细胞凋亡率增加(3D),并且都表现出强大的ROS生成能力(3E)。

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Fig.3.   Antitumor efficacy in vitro.


“冷”肿瘤变“热”意味免疫激活,所以于体外检测了纳米簇在激光放射条件下对肿瘤免疫的调控作用(4)。ICD的主要特征是钙网蛋白(CRT)表达增加,发送“吃我”信号,进而激活抗原呈递细胞。荧光和流式结果显示,纳米簇联合激光处理显著增加CRT表达(4A-C)。此外,(纳米簇+L)还显著增加了ATP和HMGB1水平、CD40+CD86+细胞。表明(纳米簇+L)治疗可增加CRT表达,诱导ATP和HMGB1分泌,产生ICD效应,进一步促进DC抗原递呈和成熟,调节免疫过程。

Fig.4.   Immune activation in vitro.


体外实验完成后,体内验证也必不可少。

成瘤实验结果进一步证实了纳米簇的抗肿瘤作用(5),(纳米簇+L)显著抑制肿瘤生长(5A-C),提高了小鼠存活率(5D)。HE/TUNEL染色与Ki67免疫组化结果表明,(纳米簇+L)治疗明显抑制肿瘤细胞增殖,促进肿瘤细胞死亡(5E)。

Fig.5.   Antitumor efficacy in vivo.


接着,又在体内验证了纳米簇的免疫激活作用(6)。(纳米簇+L)处理促进DC成熟,增加CD8+T细胞、IFN-γ水平,减少Tregs和MDSCs、TGF-β1水平。这些结果进一步证明了免疫抑制性“冷”肿瘤向免疫激活性“热”肿瘤的转化。

Fig.6.   Immune activation in vivo.


该文献的其他补充材料,这里就不一一展示和说明。总的来说,在这项研究中,研究者开发了一种具有免疫调节作用的纳米制剂。纳米制剂可诱导ICD,CRT的暴露以及ATP和HMGB1的释放,在体外和体内促进DC的成熟和抗原呈递;增加CD8+T细胞浸润,对“冷”肿瘤“加热”;同时,释放的PMPt前体药物与ICD诱导协同作用,穿透肿瘤杀死Tregs和MDSCs。这种免疫调节纳米簇(FS@PMPt)不仅从外部增加免疫阳性细胞的浸润,而且从内部减少免疫抑制细胞,以打破TME中免疫抑制的桎梏,这为改善抗肿瘤免疫治疗提供了一个有希望的范例。


接下来是总结时间。

文章的整体思路非常清晰,先是制备一种的新的纳米药物,接着研究该药物的抗肿瘤和免疫调节作用。就文章创新性而言,主要还是这个免疫调节药物纳米簇。纳米技术也是一个新兴领域,可以制备用于药物递送的纳米材料,在分子水平上提供一个新的工具,提高药物的治疗潜力,使其毒性更小、疗效更佳,并改变治疗药物在体内的生物分布,使药物更多地集中于靶向组织中。载药纳米粒子的设计和开发集中于减少化学治疗药物的剂量依赖性副作用和改善肿瘤靶向策略以提高治疗效果。与游离药物相比,化疗药物的纳米制剂与免疫激活剂的结合可以显著提高针对肿瘤的化学免疫治疗的疗效。这也为我们设计课题提供一个参考,可以基于免疫挖掘新的药物,也可以在其他疾病研究中开发新的纳米制剂。此外,这篇文献也印证了我们上次提到的观点,国自然或者高分SCI的设计,单个热点已经缺乏竞争力,可以将多个热点有机结合,以增加优势


最后,分享几篇“冷”、“热”肿瘤相关的文献,感兴趣的朋友可以结合今天的文献一起看一看,我们也为不方便下载朋友提供了文献包,可以关注公众号回复关键词"冷热"进行下载。