磁热疗联合外核苷酸酶抑制协同放大抗肿瘤免疫:重塑肿瘤微环境的新策略

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Cell Biomaterials

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  本研究开发了一种磁性纳米系统Nano@AGBH,通过磁热疗(MHT)、饥饿疗法和化学动力疗法(CDT)协同诱导免疫原性细胞死亡(ICD)并促进ATP释放,同时利用ARL67156抑制剂阻断CD39/CD73通路抑制免疫抑制性腺苷(Ado)生成。该策略显著增强了PD-L1阻断疗法的抗肿瘤效果,在4T1乳腺癌模型中实现98%的肿瘤抑制率,延长生存期超100天,并有效抑制远端转移和肺转移。

  

磁热疗与外核苷酸酶抑制协同抗肿瘤机制

研究背景
肿瘤微环境(TME)中腺苷(Ado)的积累是免疫治疗失效的关键因素。Chen团队设计的Nano@AGBH纳米系统创新性地整合了四重机制:磁性氧化铁(Fe3
O4
)纳米颗粒作为磁热疗(MHT)和化学动力疗法(CDT)载体,葡萄糖氧化酶(GOx)介导饥饿疗法,L-丁硫氨酸亚砜亚胺(BSO)耗竭谷胱甘肽(GSH),以及双靶点抑制剂ARL67156阻断CD39/CD73介导的ATP-腺苷转化通路。

纳米系统设计与表征
Nano@AGBH通过共沉淀法合成,核心为11 nm超顺磁性Fe3
O4
(饱和磁化强度67.5 emu/g),表面修饰透明质酸(HA)增强CD44靶向。在交变磁场(AMF,396 kHz/6 kW)作用下,8 mg/mL浓度可使溶液升温57.7°C。负载的GOx和BSO分别实现18%和16%的载药率,在pH 6.0条件下通过Fenton反应高效产生活性氧(ROS),TMB检测显示45°C时羟基自由基(·OH)生成量提升3倍。

体外抗肿瘤效应
4T1细胞实验显示,Nano@AGBH的IC50
为11.10 μg/mL,较单一组分(Nano@GH的38.95 μg/mL)显著降低。流式检测显示凋亡率达92%,且能诱导钙网蛋白(CRT)膜暴露和高迁移率族蛋白B1(HMGB1)释放,ATP分泌量提升8倍。值得注意的是,10分钟45°C预处理(模拟AMF条件)反而增强ATP释放,提示热刺激可能促进药物释放。

体内治疗效果
在4T1荷瘤小鼠模型中,瘤内注射Nano@AGBH联合AMF使肿瘤温度达50°C。与PD-L1抗体联用(NAP方案)实现98%肿瘤抑制率,60%小鼠生存期超100天。免疫分析显示:

  • 肿瘤引流淋巴结(TDLN)中成熟树突细胞(CD80+
    CD86+
    DCs)比例提升1.9倍
  • CD8+
    T细胞浸润增加1.6倍,颗粒酶B分泌增强
  • M2型巨噬细胞(F4/80+
    CD206+
    )和调节性T细胞(Tregs)分别减少4.8倍和5.2倍

远端与转移抑制
双侧肿瘤模型显示,仅处理原发瘤即可使远端瘤体积缩小6.4倍。肺转移模型中,NAP组生物发光信号降低90%,肺组织CD8+
效应记忆T细胞(TEM
,CD44+
CD62L?
)占比达36.1%,证实系统免疫激活。

临床转化意义
该研究首次实现磁控纳米药物对腺苷通路的时空精准调控,突破传统免疫治疗10%-30%响应率的局限。通过维持免疫刺激性ATP信号同时消除免疫抑制性Ado,为"冷肿瘤"转"热"提供了可外部操控的解决方案,尤其适用于深部肿瘤治疗。

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