综述:基于纳米材料的自噬调控:点燃免疫系统与肿瘤微环境的多重武器

【字体: 时间:2025年04月15日 来源:BIOMATERIALS RESEARCH

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  本文系统综述了纳米材料通过调控自噬(Autophagy)在肿瘤治疗中的前沿进展,重点探讨了金属纳米材料(如Au/Ag NPs)、碳基材料(如GO)、量子点(QDs)等通过调节mTOR、PI3K/Akt、LC3-II/p62等通路,靶向肿瘤细胞及免疫细胞(DCs、TAMs)的自噬过程,从而增强放疗/化疗敏感性、逆转免疫抑制微环境(TME)的创新策略,为精准肿瘤治疗提供新思路。

  

纳米材料与自噬:肿瘤治疗的革命性交叉
自噬(Autophagy)作为细胞自我降解的关键过程,在肿瘤发生发展中扮演双重角色:早期抑制肿瘤,晚期却为癌细胞提供生存支持。近年研究发现,纳米材料凭借其独特的物理化学性质,能精准调控自噬过程,成为肿瘤治疗的新武器。

自噬与癌症的复杂关系
自噬通过清除受损蛋白和细胞器维持稳态,但其在肿瘤中呈现阶段特异性。例如,BECN1基因缺失与乳腺癌进展相关,而SQSTM1/p62的积累在肝癌中促进肿瘤生长。纳米材料的介入可打破这种平衡——如金纳米颗粒(AuNPs)通过溶酶体碱化阻断自噬流,而氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)则通过ROS诱导自噬性死亡。

金属纳米材料的精准调控

  • 金纳米颗粒:PEG修饰的AuNPs可抑制肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的M2型极化,通过阻断LC3-II降解增强抗肿瘤免疫。
  • 银纳米颗粒:AgNPs激活PtdIns3K通路诱导保护性自噬,联合自噬抑制剂(如3-MA)可显著提升疗效。
  • 铁氧化物:Fe3O4 NPs通过破坏线粒体膜电位,引发ROS依赖性自噬死亡,且对正常细胞毒性较低。

碳基材料与量子点的创新应用
石墨烯氧化物(GO)能促进LC3与组蛋白共转位入核,增强顺铂化疗敏感性;而氮磷掺杂碳点(NPCDs)通过上调ATG-5和LC3-II,同步激活自噬与凋亡,实现黑色素瘤的双重打击。

硅基载体与脂质体的递送革命
介孔二氧化硅纳米粒(MSNs)搭载硼替佐米(BTZ)可提高药物溶酶体逃逸效率,而pH响应型脂质体(如HCQ@Lip)通过中和肿瘤酸性微环境,阻断CAFs的自噬依赖纤维化,显著提升药物渗透性。

挑战与未来方向
尽管纳米材料在调控自噬方面展现出巨大潜力,其尺寸效应(如10-100 nm最佳)、表面电荷(阳离子脂质体更易诱导DC成熟)及协同策略(如联合PD-1抑制剂)仍需深入优化。未来研究应聚焦于:

  1. 开发时空可控的自噬调节纳米系统;
  2. 解析纳米材料-自噬-免疫微环境的互作网络;
  3. 推动临床转化,如铁氧化物纳米粒(SPIONs)已获FDA批准作为MRI造影剂,其治疗潜力有待挖掘。

这场纳米技术与自噬生物学的跨界融合,正为肿瘤治疗开辟充满可能性的新疆域。

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