南方医科大学沈折玉教授/新加坡国立大学陈小元教授 AM：超薄粘土纳米颗粒介导的肿瘤铁死亡/免疫协同治疗

2023-12-07 来源：高分子科技

近年来通过诱导癌细胞铁死亡来触发肿瘤的免疫原性进而提高抗肿瘤的免疫响应被广泛研究。然而，细胞内氧化防御机制（如还原性的谷胱甘肽（GSH））和免疫抑制的肿瘤微环境极大地限制了肿瘤铁死亡和免疫治疗的疗效。

为了克服上述问题，南方医科大学沈折玉教授与新加坡国立大学陈小元教授合作，在近期工作基础上（Adv. Mater. 2023, 35, 2305932;Biomaterials 2023, 302, 122300; ACS Nano 2023, 17, 11492-11506;Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2209278; Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2213921; Adv. Sci. 2023, 10, 2205109; Nano Today 2022, 47, 101663;Nano Lett. 2021, 21, 9551-9559），提出了一种基于超薄锰掺杂的粘土纳米颗粒实现铁死亡和抗肿瘤免疫响应相互增强的“闭环”策略。具体地，简单、高效地合成了一种可消耗细胞中GSH并参与类芬顿反应的纳米载体uMn-LDHs，促炎细胞因子IFNγ静电吸附在其表面，从而制得一种有效递送免疫因子的铁死亡引发剂IFNγ/uMn-LDHs，并将其成功应用于铁死亡疗效的增强和肿瘤免疫抑制微环境的改善。该研究成果以“Ultrathin Clay Nanoparticles-Mediated Mutual Reinforcement of Ferroptosis and Cancer Immunotherapy”为题发表于国际著名顶级期刊Advanced Materials（影响因子29.4）。

如图1A所示，他们通过引入过氧化氢自下而上地简便合成了超薄锰掺杂层状双氢氧化物纳米颗粒uMn-LDHs，并利用其高比表面积和正电荷密度，成功负载并递送细胞因子IFNγ至肿瘤组织。当所得的纳米药物IFNγ/uMn-LDHs到达肿瘤部位后，uMn-LDHs中高价锰（IV）还原导致的GSH耗竭将减弱细胞内还原应激，酸性响应释放的Mn²⁺参与类芬顿反应产生有毒的活性氧（ROS）。与此同时，uMn-LDH介导的IFNγ在肿瘤部位的积累能够通过抑制SLC7A11表达阻碍新的GSH合成，共同促进肿瘤细胞的铁死亡。肿瘤细胞死亡后释放的损伤相关分子模式以及由Mn²⁺诱导的cGAS-STING途径激活随后促进了DC成熟和细胞毒性免疫细胞反应。最后，T细胞产生的IFNγ进一步触发了有效的免疫原性肿瘤铁死亡，从而实现铁死亡和免疫疗法相互增强的“闭环”治疗（图1B），为新型纳米抗癌药物的设计带来新的思路。

图1. 利用锰掺杂的超薄层状双氢氧化物纳米颗粒相互增强肿瘤铁死亡和免疫响应的“闭环”治疗策略。

南方医科大学生物医学工程学院博士后刘建萍为本文的第一作者，南方医科大学生物医学工程学院沈折玉教授和新加坡国立大学陈小元教授为本文的共同通讯作者。

这项工作得到了国家自然科学基金、新加坡国立大学启动基金和新加坡国立大学医学院纳米医学转化研究项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202309562

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（责任编辑：xu）

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