长春应化所林君/丁彬彬JACS：琥珀酸盐纳米材料，可通过激活细胞焦亡和增强MHC-I表达来促进肿瘤免疫治疗

BioMed科技 · 公众号 · · 2025-01-05 18:33

正文

尽管免疫疗法的临床应用前景广阔，但其有效性往往受到低免疫反应和肿瘤免疫逃逸的限制。在本研究中， 中科院长春应化所林君研究员和丁彬彬副研究员 等人介绍了一种简单、无毒的无机纳米材料，琥珀酸钠（C ₄ H ₄ Na ₂ O ₄ NPs），该材料可采用快速微乳液方法进行制备，并可用于增强癌症免疫治疗。合成的C ₄ H ₄ Na ₂ O ₄ NPs可以向肿瘤细胞释放高浓度的Na ⁺ 和琥珀酸离子，导致细胞内渗透压增加。这会触发焦亡途径，导致细胞内容物、炎症因子和损伤相关分子模式的释放，最终增强免疫反应。此外，C ₄ H ₄ Na ₂ O ₄ NPs通过上调主要组织相容性复合物-I（MHC-I）的表达来抑制肿瘤免疫逃逸。总的来说，C ₄ H ₄ Na ₂ O ₄ NPs通过焦亡诱导的免疫激活和MHC-I表达上调缓解肿瘤免疫逃逸，显著抑制肿瘤生长和转移。这项研究提供了一种利用MHC-I表达和焦亡进行肿瘤治疗的新方法，证明了其在癌症免疫疗法中的临床应用潜力。相关工作以“Succinate Nanomaterials Boost Tumor Immunotherapy via Activating Cell Pyroptosis and Enhancing MHC-I Expression”为题发表在 JACS 。

【文章要点】

本文首次开发了简单无药物的有机盐琥珀酸钠纳米粒子（C ₄ H ₄ Na ₂ O ₄ NPs），通过焦亡诱导的免疫激活和MHC-I表达上调缓解的肿瘤免疫逃逸的联合作用来增强肿瘤免疫治疗。如图1所示，首先分别使用琥珀酸铵和油酸钠作为琥珀酸和钠的主要来源，在室温下通过微乳液法在10分钟内制备C ₄ H ₄ Na ₂ O ₄ NPs。随后，它们的表面用磷脂聚乙二醇（DSPE-PEG）进一步改性，以提高水分散性和生物相容性。

图1 C ₄ H ₄ Na ₂ O ₄ NPs的合成

在进入肿瘤细胞后，C ₄ H ₄ Na ₂ O ₄ NPs实现了Na ⁺ 离子和琥珀酸阴离子的快速释放，导致细胞内渗透压显著增加。因此，离子超载可触发胱天蛋白酶-1/胃泌素D（GSDMD）介导的焦亡，导致大量细胞内容物、炎症因子和DAMP的释放，从而诱导抗肿瘤免疫激活。同时，琥珀酸阴离子能够刺激MHC-I表达的上调，以促进肿瘤细胞的免疫呈递（图2）。总的来说，通过焦亡诱导的免疫激活和MHC-I表达上调抑制肿瘤免疫逃逸的联合作用，C ₄ H ₄ Na ₂ O ₄ NPs可以有效激活全身抗肿瘤免疫反应，抑制肿瘤生长和转移，从而提高免疫治疗的疗效。简而言之，这项工作提出了一种新的策略，通过诱导焦亡和同时上调MHC-I的表达来协同增强免疫治疗的疗效，这将为免疫调节纳米材料的构建提供有效的指导，并为MHC-I表达的调控提供新的见解。