声波气体介导的精准刚度重塑策略：三阴性乳腺癌机械免疫治疗新突破

为解决三阴性乳腺癌(TNBC)肿瘤微环境(TME)机械屏障导致的免疫治疗响应率低的问题，研究人员开发了红细胞膜包裹的IR780-L-精氨酸纳米颗粒(R-I-LA NPs)，通过低强度聚焦超声(LIFU)触发活性氮物种(RNS)级联反应，实现细胞外基质(ECM)刚度精准调控。该研究证实R-I-LA NPs可软化ECM、缓解缺氧、增强声动力治疗(SDT)效果并激活免疫原性细胞死亡(ICD)，为TNBC机械免疫治疗提供了新策略。

　　

三阴性乳腺癌(TNBC)因其缺乏治疗靶点、化疗耐药性强和免疫治疗响应率低，被称为乳腺癌中最凶险的亚型。究其根源，肿瘤机械微环境(TMM)中异常增高的细胞外基质(ECM)刚度不仅阻碍药物渗透，更会破坏"肿瘤抗原释放-树突细胞(DCs)呈递-T细胞迁移"的癌症免疫循环。现有ECM调控策略因缺乏靶向性易引发全身副作用，而传统免疫治疗又难以突破机械屏障。如何实现ECM刚度的时空精准调控，成为打破TNBC治疗困境的关键科学问题。

针对这一挑战，重庆医科大学附属第二医院的研究团队在《BIOMATERIALS RESEARCH》发表创新性研究，提出"声波气体介导机械免疫"的新策略。研究人员通过双乳化法和脂质挤出技术构建了红细胞膜仿生纳米颗粒(R-I-LA NPs)，其核心整合了声敏剂IR780和一氧化氮(NO)前体L-精氨酸(LA)。该纳米系统在低强度聚焦超声(LIFU)触发下，可时空可控地产生活性氮物种(RNS)，通过软化ECM重塑TMM，进而增强声动力治疗(SDT)效果并激活系统性抗肿瘤免疫。

关键技术方法包括：1) 双乳化法制备PLGA包裹IR780和LA的纳米颗粒；2) 红细胞膜提取与纳米颗粒仿生包裹；3) LIFU触发ROS/RNS生成的体外检测；4) 4T1细胞系和BALB/c小鼠TNBC模型验证治疗效果；5) 免疫荧光和流式细胞术分析免疫细胞活化。

Synthesis and characterization of R-I-LA NPs
透射电镜显示红细胞膜成功包裹纳米颗粒，Western blot证实表面CD47蛋白表达。粒径分析显示R-I-LA NPs为247.27±4.38 nm，Zeta电位-14.63±0.68 mV，具备良好稳定性。药物负载测试显示IR780和LA的包封率分别为77%±3.86%和41.4%±3.56%。

Detection of extracellular ROS and NO
LIFU照射下，R-I-LA NPs通过SDT效应产生ROS，进而氧化LA生成NO，两者反应形成RNS。紫外光谱证实随着照射时间延长，SOSG荧光强度(525 nm)和Griess试剂显色程度同步增强，表明ROS/RNS的时空可控生成。

Therapeutic efficacy in vitro
CCK-8实验显示，在常氧环境下R-I-LA NPs+LIFU组4T1细胞存活率仅11.84%±3.71%，显著低于低氧组的32.75%±2.1%。流式细胞术检测凋亡率达70.6%±2.53%，JC-1线粒体膜电位检测显示92.17%±0.24%的JC-1单体比例，证实RNS引发严重线粒体损伤。

Photoacoustic/fluorescence imaging
双模态成像显示R-I-LA NPs在肿瘤部位24小时富集峰值，荧光/光声信号强度与浓度呈线性相关。得益于红细胞膜的免疫逃逸特性，肿瘤部位信号强度比未包裹组提高2.1倍。

Antitumor effect in vivo
TNBC小鼠模型中，R-I-LA NPs+LIFU组肿瘤抑制率达80%，肿瘤重量指数仅0.2±0.03。免疫组化显示3-NT表达增加3.8倍，MMP-1/MMP-2上调，胶原I降解率达67.5%，HIF-1α表达降低81.3%，证实ECM刚度重塑有效缓解缺氧。

Activation of antitumor immunity
流式分析显示R-I-LA NPs+LIFU组脾脏中成熟DCs(CD11c⁺CD80⁺CD86⁺)比例达29.27%±3.41%，CD8⁺ T细胞浸润增加至15.47%±1.12%，肺转移结节数减少76.8%。免疫荧光证实肿瘤组织中CRT暴露和HMGB1核外转移，建立完整的免疫循环。

该研究开创性地将机械调控与免疫治疗相结合，提出"刚度重塑-缺氧缓解-免疫激活"的正反馈机制。其科学价值体现在三方面：1) 首次利用声波气体动力学实现ECM刚度的精准时空调控；2) 通过红细胞膜仿生策略解决纳米药物靶向递送难题；3) 建立SDT-RNS-ICD协同作用的理论模型。临床转化方面，LIFU的非侵入特性和LA的高生物安全性，使该策略具备良好的临床应用前景，为TNBC治疗提供了全新范式。未来研究可进一步优化超声参数，探索与其他免疫疗法的联合应用。