Mn 配位驱动的谷氨酰胺与癌症干性双靶向纳米草药:激活树突状细胞的高效新策略

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Biomaterials 12.8

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  肿瘤细胞对谷氨酰胺的竞争掠夺和癌细胞干性影响树突状细胞(DCs)功能激活。研究人员开发 Mn 配位驱动的纳米草药(HA/E - M@Purpurin NPs)。体外和体内实验显示其能抑制肿瘤细胞增殖和转移,为免疫治疗提供新途径。

  
癌症,这个当今社会令人谈之色变的健康杀手,严重威胁着人类的生命。其中,结直肠癌在全球范围内的发病率和死亡率都居高不下,成为了医学界亟待攻克的难题。免疫治疗作为结直肠癌治疗的重要手段之一,通过增强免疫细胞对癌细胞的识别和杀伤能力,为患者带来了新的希望。然而,在这场与癌症的战斗中,出现了一些 “绊脚石”。

树突状细胞(DCs)作为人体免疫系统中的 “指挥官”,本应带领免疫细胞奋勇作战,可肿瘤细胞却在背后 “使坏”。肿瘤细胞会和 DCs 抢夺谷氨酰胺,这使得 DCs 因缺乏谷氨酰胺而战斗力下降,抗原呈递能力变弱,无法有效激活抗肿瘤 T 细胞。而且,肿瘤细胞还凭借着自身的 “狡猾”—— 肿瘤干性,进入休眠状态,让 DCs 难以传递抗原信息。如此一来,免疫治疗的效果大打折扣,这也让科学家们陷入了沉思:如何才能打破这一困境呢?

在这样的背景下,国内研究人员决心探索新的治疗策略。他们来自多个机构,在国家重点研发计划、广东省基础与应用基础研究基金、国家自然科学基金等项目的支持下,开启了一场意义非凡的研究之旅。最终,他们成功开发出一种 Mn 配位驱动的谷氨酰胺与癌症干性双靶向纳米草药(HA/E - M@Purpurin NPs),并将研究成果发表在了《Biomaterials》杂志上。这一成果为癌症免疫治疗带来了新的曙光,有望改变当前免疫治疗的困境,提高患者的生存率和生活质量。

研究人员在开展这项研究时,用到了几种关键技术方法。首先是金属配位自组装法,通过这种方法合成了 EA - Mn 有机框架材料。另外,还采用了表面修饰技术,利用透明质酸(HA)对纳米草药进行表面修饰,增强其肿瘤靶向性。

下面来看具体的研究结果:

  • HA/E - M@Purpurin NPs 的制备与表征:研究人员利用金属配位自组装法,将鞣花酸(EA)和 Mn2+按 3:1 的摩尔比进行反应。先把 EA 溶解在 0.1M 氢氧化钠溶液中,搅拌 6 小时后加入氯化锰溶液,再持续搅拌 24 小时,最终得到了橙色的 EA - Mn 有机框架材料。这为后续纳米草药的制备奠定了基础。
  • 纳米草药的免疫调节作用
    • 紫茜素(Purpurin)能够抑制谷氨酰胺代谢,降低谷氨酸脱氢酶(GDH) - 1 的水平,抑制线粒体谷氨酰胺降解,阻断肿瘤细胞的营养供应,同时还能提高细胞外谷氨酰胺的含量,重新激活 DCs。
    • Mn2+可以激活 cGAS - STING 通路,增强 DCs 的成熟度,提升其免疫活性。
    • EA 则能够抑制癌细胞干性,通过抑制 Sonic Hedgehog(SHH)和 Notch 蛋白,以及干细胞转录因子 OCT4、Nanog 和 KLF4 等,减轻免疫抑制压力,使 DCs 介导的免疫反应更加灵敏。

  • 纳米草药的肿瘤靶向性及效果:通过 HA 表面修饰策略,HA/E - M@Purpurin NPs 具备了良好的肿瘤靶向性,同时拥有 pH 和谷胱甘肽(GSH)响应性,其中 Mn2+在构建这种智能响应结构中起到了关键作用。体外和体内实验均表明,HA/E - M@Purpurin NPs 能够有效抑制肿瘤细胞的增殖,阻断肿瘤的转移过程。

研究结论和讨论部分指出,HA/E - M@Purpurin NPs 为癌症治疗提供了一种全新的策略。它通过独特的设计,实现了对谷氨酰胺代谢和癌症干性的双重调节,高效激活了 DCs,增强了免疫治疗的效果。这种纳米草药不仅能抑制肿瘤细胞的生长和转移,还为克服癌症干性驱动的免疫逃逸提供了新的思路。不过,目前该研究还处于前期阶段,未来还需要进一步深入研究其在临床应用中的安全性和有效性,探索最佳的治疗方案和给药方式等。但无论如何,这项研究成果都为癌症免疫治疗领域注入了新的活力,让人们看到了战胜癌症的新希望。相信在科研人员的不断努力下,这种纳米草药有望在未来成为治疗癌症的有力武器,为广大患者带来福音。

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