生物矿化Zn2+-siRNA复合物通过促进吞噬作用和mtDNA感知增强CD47阻断疗法

《Cell Biomaterials》：Biomineralized Zn2+-siRNA complex enhances CD47 blockade therapy by facilitating phagocytosis and mtDNA sensing

本刊推荐：为解决CD47阻断疗法中抗原提呈细胞（APCs）对肿瘤线粒体DNA（mtDNA）感知不足的瓶颈问题，研究人员开发了ZnCO3@BSA/siCD47纳米颗粒，通过协同调控CD47沉默和Zn2+过载，实现93%的肿瘤生长抑制率，为增强免疫介导的肿瘤清除提供了新策略。

　　

肿瘤免疫治疗通过调动免疫系统识别和清除恶性细胞，已成为癌症治疗的重要突破。其中，诱导免疫原性细胞死亡（ICD）释放损伤相关分子模式（DAMPs）激活抗原提呈细胞（APCs）是关键策略。然而，大多数肿瘤过度表达CD47蛋白——一种通过传递"别吃我"信号抑制吞噬作用的免疫检查点，导致即使发生ICD，免疫激活仍可能被抑制。尽管已有研究尝试将CD47阻断与化疗药物联用，但这些组合临床获益有限。新兴证据表明，有效的CD47阻断疗法需要APCs在吞噬后通过cGAS-STING通路感知肿瘤来源的线粒体DNA（mtDNA），而现有策略对mtDNA感知的调控关注不足。

针对这一空白，研究者创新性地探索锌离子（Zn²⁺）佐剂与CD47阻断的协同效应。研究发现Zn²⁺过载可诱导线粒体氧化应激，导致氧化mtDNA（ox-mtDNA）胞质释放和钙网蛋白（CRT）暴露，不仅能增强吞噬作用，还能促进吞噬后STING激活。基于此，团队构建了ZnCO₃@BSA/siCD47递送系统，通过pH响应性释放实现Zn²⁺与siRNA的时空同步递送，在黑色素瘤和结直肠癌模型中显著抑制肿瘤生长并激发抗肿瘤免疫应答。该研究发表于《Cell Biomaterials》，为增强CD47阻断疗法提供了新视角。

研究采用以下关键技术方法：通过透析法构建生物矿化纳米颗粒；利用体外共培养模型评估抗原提呈细胞功能；建立小鼠结直肠癌（CT26）和黑色素瘤（B16F10）移植瘤模型；采用流式细胞术、免疫荧光、Western blot、实时定量PCR等技术分析免疫细胞活化及信号通路变化。

验证Zn²⁺过载与CD47阻断对APCs的协同激活作用

研究人员首先通过细胞实验发现，100μM Zn²⁺处理可诱导CT26细胞快速凋亡并伴随大量mtDNA释放，但未引起干扰素β（IFNβ）应答。共培养实验表明，Zn²⁺+siCD47-Lipo处理能显著激活骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）和树突状细胞（BMDCs）的STING-TBK1磷酸化，上调IFNB1和IFIT1基因表达，促进IFNβ分泌。值得注意的是，多柔比星（DOX）联合siCD47对STING通路的激活作用有限。在抗原提呈实验中，Zn²⁺+siCD47处理使卵清蛋白（OVA）阳性的BMDMs和BMDCs比例分别提升至48%和51%，显著增强T细胞增殖能力。

ZnCO₃@BSA/siCD47实现Zn²⁺与siRNA的同步装载和pH响应释放

该纳米颗粒呈球形（直径约120nm），元素分布均匀，在血清中保持六周稳定性。pH 5.5条件下4小时内可同步释放60%的siRNA和Zn²⁺。通过调节牛血清蛋白（BSA）与siRNA比例（20:1），可实现Zn²⁺过载与siRNA作用时间窗的匹配。

ZnCO₃@BSA/siCD47协同诱导Zn²⁺过载和CD47敲低

处理36小时后，细胞凋亡率达59%，胞内Zn²⁺含量为对照组的44倍，同时伴随CRT膜暴露和mtDNA胞质释放。纳米颗粒介导的CD47蛋白和mRNA表达下调达67%，与阳离子脂质体效果相当。细胞摄取实验显示83%的摄取效率，且溶酶体逃逸能力显著优于脂质体（Manders系数0.21 vs 0.84）。

ZnCO₃@BSA/siCD47增强吞噬作用并促进mtDNA依赖性STING激活

共培养实验表明，纳米颗粒处理组巨噬细胞和树突状细胞对肿瘤细胞的吞噬率分别提升至57%和42%。使用ddC耗竭mtDNA后，BMDMs和BMDCs中IFNβ和CXCL10分泌水平显著降低，证实ox-mtDNA是激活STING通路的关键因子。同时，CD86共刺激分子表达显著上调，表明APCs有效成熟。

ZnCO₃@BSA/siCD47显著抑制肿瘤生长并赋予癌细胞免疫原性

在CT26荷瘤小鼠模型中，瘤周注射纳米颗粒可实现92%的肿瘤生长抑制，肿瘤组织显示大量凋亡和增殖抑制。免疫荧光检测到CD47下调、CRT暴露和8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）表达增加。进一步分析显示肿瘤内STING磷酸化水平升高，IFNβ和CXCL10浓度提升4-10倍。

ZnCO₃@BSA/siCD47在体内启动先天性和适应性抗肿瘤免疫

流式细胞术分析发现，治疗组肿瘤引流淋巴结（TdLN）中CD11c⁺CD86⁺树突状细胞比例升至9%，CD8⁺T细胞比例达17%。肿瘤组织中M1型巨噬细胞占比增至29%，CD3⁺和CD8⁺T细胞浸润显著增加。在B16F10黑色素瘤模型中同样观察到93%的肿瘤抑制率和50%的完全消退率，且未发现系统性毒性。

研究结论表明，ZnCO₃@BSA/siRNA通过整合Zn²⁺的免疫调节功能与RNA沉默技术，首次实现对吞噬作用和mtDNA感知的双重调控。该策略突破传统CD47靶向治疗的局限性，仅需30%的Zn²⁺剂量即可激发强大的T细胞应答，为临床转化提供新思路。讨论部分强调，巨噬细胞通常缺乏树突状细胞的吞噬体氧化机制，而Zn²⁺过载能克服这一缺陷，使两种APCs均获得抗原提呈能力。这一发现为理解先天免疫与适应性免疫的衔接机制提供了重要见解。