基于Zn2+ 过载触发细胞焦亡与PD-L1 siRNA协同增强乳腺癌免疫治疗的金属有机框架纳米系统

本研究针对乳腺癌"冷肿瘤"免疫抑制微环境及PD-1/PD-L1免疫检查点阻断疗法(ICB)响应率低的问题，开发了负载PD-L1 siRNA的ZIF-8纳米免疫激活剂(siRNAPD-L1 @HA-ZIF-8)。该体系通过Zn2+ 过载激活Caspase-1/GSDMD通路诱导细胞焦亡(pyroptosis)，同时沉默PD-L1蛋白表达，实现了肿瘤免疫微环境从"冷"到"热"的重编程，为乳腺癌联合免疫治疗提供了新策略。

　　

乳腺癌作为女性最常见的恶性肿瘤，其"冷肿瘤"特性导致的免疫抑制微环境和T淋巴细胞浸润不足，一直是免疫治疗的重大挑战。传统化疗诱导的凋亡不仅易产生耐药性，还会通过释放TGF-β等因子加剧免疫抑制。而当前PD-1/PD-L1免疫检查点阻断疗法(ICB)单药治疗响应率不足20%，亟需开发能同时激活免疫系统和克服免疫逃逸的创新策略。

中国医学科学院药物研究所的Gong Liming团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表的研究，巧妙利用金属有机框架ZIF-8的双重功能：其pH响应性释放的Zn²⁺
可触发肿瘤细胞焦亡，释放的PD-L1 siRNA能阻断免疫检查点，构建了"一石二鸟"的纳米免疫治疗体系。该研究首次揭示了ZIF-8自身作为免疫激活剂的潜力，为乳腺癌联合免疫治疗提供了新范式。

研究采用的主要技术包括：1) 通过自组装法制备siRNA^PD-L1
@HA-ZIF-8纳米颗粒；2) 利用4T1乳腺癌小鼠模型评估体内抗肿瘤效果；3) 采用流式细胞术分析免疫细胞浸润；4) 通过RNA测序解析分子机制；5) 使用Western blot验证关键蛋白表达。

结果与讨论

纳米颗粒的制备与表征
通过一锅法合成的siRNA^PD-L1
@HA-ZIF-8具有典型菱形十二面体结构，粒径174.9 nm，表面电位-32.8 mV。酸性条件下可快速释放Zn²⁺
（24小时释放85%），并保持5天储存稳定性。透射电镜显示其在pH 5.5条件下发生明显解离，证实了肿瘤微环境响应性。

体外抗肿瘤效应
纳米颗粒被4T1细胞高效内吞后，引发细胞内Zn²⁺
浓度升高3倍，ROS水平显著增加。CCK-8实验显示当Zn²⁺
浓度>4 μg/mL时细胞存活率急剧下降，活死染色显示siRNA^PD-L1
@HA-ZIF-8组死亡细胞占比达64.7%，远超单纯ZIF-8组(51.2%)。

细胞焦亡与ICD效应激活
显微镜下观察到典型细胞肿胀和膜泡形成，Western blot检测到NLRP3炎症小体、剪切型Caspase-1(C-Caspase-1)和GSDMD-NT表达上调2-3倍。伴随LDH、IL-1β和ATP释放量增加3倍，钙网蛋白(CRT)暴露提高30倍，HMGB1核定位消失，证实了强烈的免疫原性细胞死亡(ICD)效应。

体内抗肿瘤效果
在4T1荷瘤小鼠中，siRNA^PD-L1
@HA-ZIF-8组肿瘤抑制率达82%，显著优于单药组。免疫组化显示肿瘤组织C-Caspase-1表达增强而PD-L1下降60%，肺转移结节减少90%。生存分析显示60天存活率超过50%，而对照组全部在40天内死亡。

免疫机制解析
流式检测显示治疗组肿瘤内CD8⁺
T细胞浸润增加3.99倍，Treg细胞减少67%。脾脏CD8⁺
T细胞比例从14.6%升至33.2%。转录组分析发现干扰素信号通路、抗原提呈相关基因显著上调，证实了系统免疫激活。

结论与意义
该研究创新性地将ZIF-8的固有免疫激活功能与siRNA递送能力相结合，通过Zn²⁺
过载触发焦亡和PD-L1沉默双途径，实现了：1) 将"冷肿瘤"转化为"热肿瘤"；2) 提高T细胞浸润同时阻断免疫检查点；3) 激活cGAS-STING通路增强DC成熟。这种"免疫激活+免疫解除抑制"的双重策略，为实体瘤免疫联合治疗提供了新思路，拓展了金属有机框架在肿瘤免疫治疗中的应用边界。