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肿瘤微环境(TME)缺氧影响肿瘤治疗效果,简单细菌疗法存在不足。研究人员制备光激活硫化氢(H2S)发生器 BAPC,其具肿瘤靶向性,可重塑 TME,增强光动力免疫治疗效果,为肿瘤治疗提供新思路。
在肿瘤治疗的战场上,科学家们一直在努力寻找更有效的治疗方法。肿瘤微环境(TME)就像一个复杂的 “战场”,由于肿瘤细胞疯狂且无节制地快速增殖,以及肿瘤血管的异常,这里长期处于缺氧状态。这种缺氧环境不仅让肿瘤细胞对化疗、光动力疗法、放疗等常规治疗手段产生更强的抵抗力,还会抑制免疫系统的功能,给肿瘤的侵袭和转移创造了有利条件,使得肿瘤治疗困难重重。
传统的细菌疗法,虽然在激活肿瘤免疫方面展现出一定的潜力,就像在黑暗中看到了一丝曙光,但它也存在不少问题。比如,肿瘤靶向效果不理想,就好比射箭时难以精准命中靶心;治疗过程中对肿瘤的抑制率也比较有限,无法给肿瘤致命一击。而气体疗法,如利用一氧化氮(NO)、氢气(H2)、硫化氢(H2S)等进行治疗,因其高效且副作用少,成为了肿瘤治疗领域的新希望。其中,H2S 作为一种内源性气体,有着独特的作用。它既能在一定程度上修复过度活跃的炎症、促进血管生成和伤口愈合,缓解 TME 的缺氧状况,又能在高浓度时抑制体内生物大分子的生物合成,从而抑制肿瘤生长。然而,要想让 H2S 在肿瘤治疗中发挥最大作用,保证充足且持续的 H2S 供应是关键,可这也是一个巨大的挑战。
为了攻克这些难题,来自未知研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们成功制备了一种光激活的 H2S 发生器,这是通过对细菌进行原位工程改造得到的,命名为 BAPC。研究发现,BAPC 具有良好的肿瘤靶向能力,就像给治疗药物装上了精准导航系统,能准确找到肿瘤组织。在肿瘤缺氧的微环境中,BAPC 还能增强光动力治疗的效果。当用 660nm 激光照射时,BAPC 会产生活性氧(ROS),同时细菌发生裂解,大量释放 H2S,促进肿瘤特异性的 H2S 气体疗法。这一系列反应不仅有效重塑了肿瘤微环境,还促进了抗肿瘤免疫治疗的激活,大大提高了肿瘤治疗的效果。该研究成果发表在《Biomaterials》上,为肿瘤治疗开辟了新的道路,为未来的临床应用带来了新的希望。
研究人员在开展研究时,主要用到了以下关键技术方法:首先,利用大肠杆菌(E. coli)的氧化还原微环境,在孵育四硫代钼酸铵(ATTM)后制备出 H2S 发生器 BA。接着,以 H2PtCl6为前体、NaBH4为还原剂,对 BA 进行原位工程改造得到 BAP,再用 DSPE - mPEG - cRGD 进行修饰得到 BAPC。通过透射电子显微镜(TEM)对 BAPC 进行表征分析。
下面来看看具体的研究结果:
- BAPC 的合成与表征:研究人员先制备出 H2S 发生器 BA,再通过一系列操作得到 BAPC。经检测,BAPC 中 Pt 含量为 1.6%,Mo 含量为 0.3% ,其活性约为大肠杆菌的 34%。TEM 图像显示了 BAPC 的微观结构特征。这一步确定了 BAPC 的基本组成和结构,为后续研究其性能奠定了基础。
- BAPC 在肿瘤治疗中的作用:BAPC 经修饰后具有肿瘤靶向能力。在 660nm 激光照射下,BAPC 能产生 ROS 并导致细菌裂解,从而在肿瘤部位释放 H2S。H2S 一方面刺激 CD4+、CD8+等免疫细胞的产生,增强免疫反应;另一方面抑制过氧化氢酶活性,使细胞内 H2O2含量增加,通过纳米铂产生氧气,缓解肿瘤缺氧微环境,促进单线态氧(1O2)的生成,增强光动力治疗效果。这一系列反应表明 BAPC 在肿瘤治疗中通过多种途径发挥了积极作用。
研究结论表明,研究人员成功构建了激光触发的 H2S 发生器 BAPC。它不仅具有出色的肿瘤靶向效果,在肿瘤缺氧条件下光动力治疗效果也十分显著。BAPC 为 H2S 的肿瘤特异性治疗提供了可能,有效缓解了肿瘤相关问题。从更广泛的意义来看,这项研究为纳米材料在细菌介导的协同癌症治疗中提供了新的思路,为气体疗法与光动力免疫治疗的协同组合搭建了一个极具前景的平台,有望推动肿瘤治疗领域的进一步发展,为众多癌症患者带来新的希望。未来,随着研究的深入,或许能看到这种技术在临床治疗中发挥更大的作用,为人类健康事业做出重要贡献。