基于GSH响应型仿生纳米平台的增强切伦科夫辐射光动力疗法触发免疫原性细胞死亡用于肿瘤免疫治疗

为解决传统光动力疗法(PDT)中外部光源组织穿透深度不足的问题，研究人员开发了一种谷胱甘肽(GSH)响应的仿生纳米平台HMME-Eu@LEV，通过融合癌细胞膜和负载光敏剂HMME及辐射能量放大器Eu3+的脂质体，实现了增强型切伦科夫辐射(CR)诱导的PDT。该策略使肿瘤部位CR发光强度提升5.6倍，有效产生活性氧(ROS)，并通过免疫原性细胞死亡(ICD)激活树突状细胞(DCs)成熟和细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)浸润，显著抑制原发肿瘤生长和远端转移。这项研究为无外源光源的CR-PDT临床转化提供了新思路。

　　

在肿瘤治疗领域，光动力疗法(PDT)因其微创性和高选择性备受关注，但外部光源有限的组织穿透深度严重制约了其在深部肿瘤中的应用。切伦科夫辐射(CR)虽可作为内源性光源解决这一难题，但其发光强度不足导致临床效果受限。针对这一瓶颈，郑州大学的研究团队创新性地构建了一种GSH响应型仿生纳米平台HMME-Eu@LEV，通过将癌细胞膜与负载光敏剂hematoporphyrin monomethyl ether (HMME)和辐射能量放大器Eu³⁺的脂质体融合，实现了增强型CR-PDT与免疫治疗的协同效应。相关成果发表在《Asian Journal of Pharmaceutical Sciences》上。

研究采用薄层水化法制备GSH敏感纳米颗粒，通过动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征粒径形态，利用Western blot验证膜蛋白特征。体外实验采用流式细胞术(FCM)和共聚焦显微镜(CLSM)评估细胞摄取和活性氧(ROS)生成，通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测损伤相关分子模式(DAMPs)释放。体内实验建立4T1乳腺癌小鼠模型，采用小动物活体成像系统(IVIS)监测纳米颗粒分布，通过免疫组化和转录组测序(RNA-seq)分析治疗效果和机制。

3.1. HMME-Eu@LEV的表征
纳米颗粒呈球形，粒径181.4±5.9 nm，在10 mM GSH条件下2小时内可释放72.9%的HMME。Western blot证实纳米颗粒成功保留了源细胞膜标志物CD44。

3.2. 切伦科夫辐射
Eu³⁺将γ辐射和CR转化为617 nm荧光，与HMME吸收峰(618 nm)完美匹配。Eu@LEV+FDG组的CR强度比单独FDG组提高5.6倍，证实了能量转移效应。

3.3. 体外摄取和ROS生成
CLSM显示纳米颗粒可被4T1细胞有效内化。HMME-Eu@LEV+FDG组ROS水平是PBS组的13.9倍，线粒体膜电位下降50.8%，显示显著细胞毒性。

3.4. PDT诱导的ICD效应
治疗组钙网蛋白(CRT)暴露量增加2.8倍，高迁移率族蛋白B1(HMGB1)和ATP分泌显著提升，证实通过内质网应激成功触发免疫原性细胞死亡。

3.5. 体外抗肿瘤免疫响应
M1型巨噬细胞比例从11.0%提升至29.2%，树突状细胞成熟标志CD80/CD86表达增加25.4%，细胞因子IL-12分泌量达407.3 pg/ml，显示强烈的免疫激活。

3.6. 体内抗肿瘤效果
肿瘤体积抑制率达72%(380.6 vs 1356.1 mm³)，生存期延长至60%。免疫组化显示CD8⁺ T细胞浸润增加，Ki67表达下降，证实协同治疗效果。

3.7. 免疫激活机制
转录组分析揭示NF-κB生存信号和细胞因子-受体相互作用通路激活，免疫抑制基因LAG-3下调，为系统免疫响应提供了分子依据。

3.9. 抗转移效果
肺转移结节数减少60%，肝转移模型生存率提升至100%，证实该策略可诱导长效免疫记忆。

这项研究创新性地将CR增强技术与仿生纳米载体相结合，首次实现了无需外源光的深部肿瘤PDT。通过精确控制HMME-Eu@LEV与¹⁸F-FDG的时空共定位，不仅解决了CR能量不足的难题，还通过ICD激活了系统性抗肿瘤免疫。RNA-seq揭示了CR-PDT特有的基因调控网络，为联合免疫检查点抑制剂治疗提供了新靶点。该平台良好的生物相容性（溶血率<5%）和可扩展的药物负载策略，展现出广阔的临床转化前景。