靶向CA9的羟乙基淀粉纳米颗粒通过调控肿瘤酸度消除癌症干细胞并逆转免疫抑制

针对实体瘤酸性微环境(Warburg效应)促进癌症干细胞(CSCs)存活和免疫逃逸的难题，华中科技大学团队开发了CA9抑制剂偶联的羟乙基淀粉纳米颗粒(CHHD-Cu NPs)，通过靶向CA9蛋白同步调控细胞内/外pH值，实现阿霉素(DOX)和铜离子(Cu2+ )的智能释放，在消除CA9high CSCs的同时激活T细胞抗肿瘤免疫。该研究为克服免疫抑制性实体瘤提供了双管齐下的治疗新策略。

　　

实体瘤的酸性微环境是治疗抵抗和免疫逃逸的"帮凶"。这种特殊的微环境主要由Warburg效应驱动——即便在氧气充足条件下，肿瘤细胞仍优先通过糖酵解获取能量，导致乳酸和质子大量堆积，形成pH值低至6.8的"酸池"。更棘手的是，癌症干细胞(CSCs)这个"顽固分子"群体通过高表达碳酸酐酶IX(CA9)进一步加剧酸化，它们不仅能维持自身碱性环境(pHi>7.4)抵抗治疗，还通过外排质子营造免疫抑制微环境，使T细胞、NK细胞等"免疫战士"失去战斗力。

面对这一难题，华中科技大学的Zifu Li、Xiangliang Yang团队在《Biomaterials》发表创新研究，设计出能"一箭双雕"的智能纳米颗粒CHHD-Cu NPs。这种以羟乙基淀粉(HES)为骨架的纳米载体，同时搭载CA9抑制剂(CAi)、pH敏感的阿霉素-腙键复合物(DOX-hyd)和铜离子(Cu²⁺
)，像"特洛伊木马"般精准靶向CA9高表达的CSCs。关键技术包括：CAi-HES-hyd-DOX的¹
H NMR验证合成、动态光散射表征纳米颗粒、流式细胞术检测CSCs标志物、小动物活体成像追踪分布、ELISA检测细胞因子分泌等。

酸响应CHHD-Cu NPs的制备与表征
通过将CAi共价偶联到HES骨架上，再连接pH敏感的腙键-阿霉素复合物，最终负载Cu²⁺
形成粒径约120 nm的纳米颗粒。关键创新在于CAi不仅作为靶向头基，更能破坏CA9的pH调节功能——当纳米颗粒结合CA9后，肿瘤细胞出现"内酸外碱"的pH反转：细胞内pH从7.4降至6.5，而细胞外pH从6.8升至7.2。这种双重调节使DOX和Cu²⁺
在酸性增强的胞内高效释放，同时改善的胞外环境让T细胞重获战斗力。

讨论
与传统pH响应纳米药物不同，该研究首创性地利用CA9抑制实现"内外兼修"的pH调控。细胞内酸化不仅促进DOX释放和Cu²⁺
介导的化学动力学治疗(CDT)，还打破CSCs的氧化还原平衡；胞外碱化则重塑免疫微环境，使CD8⁺
T细胞分泌的IFN-γ增加2.3倍，Treg细胞比例下降60%。这种"内杀外援"的策略使CSCs凋亡率提升4倍，且能协同PD-1抑制剂增强抗肿瘤效果。

结论
CHHD-Cu NPs通过靶向CA9实现三重功效：化学药物精准递送、细胞内ROS风暴引发、免疫微环境重塑。这种将"代谢干预-化疗-免疫调节"融为一体的策略，为攻克CSCs介导的治疗抵抗和免疫抑制提供了新范式。该研究不仅为纳米药物设计开辟了新思路，更启示肿瘤治疗需要同步调控"种子"(CSCs)和"土壤"(微环境)的互动关系。