仿生自组装纳米颗粒抑制SerpinB9并协同增强COD诱导的铁死亡用于癌症治疗

为解决肿瘤中SerpinB9(Sb9)高表达抑制Granzyme B(GrB)诱导的凋亡及胆固醇积累阻碍铁死亡的问题，研究人员开发了负载原儿茶酸(PCA)和胆固醇氧化酶(COD)的仿生纳米递送系统CPM。该研究通过抑制Sb9增强GrB介导的凋亡，同时通过COD消耗胆固醇激活铁死亡，双通路协同显著抑制肿瘤生长并激发抗肿瘤免疫。该成果为克服肿瘤耐药和免疫抑制提供了新策略。

　　

癌症治疗面临两大瓶颈：一是肿瘤中SerpinB9(Sb9)蛋白的高表达会抑制免疫细胞分泌的Granzyme B(GrB)诱导的凋亡作用；二是肿瘤微环境(TME)中胆固醇的异常积累会抑制铁死亡(Ferroptosis)这一新型细胞死亡方式。这两个因素共同导致肿瘤对现有疗法产生耐药性。为解决这一难题，中南大学的研究团队创新性地设计了一种仿生纳米颗粒CPM，通过同时靶向Sb9和胆固醇代谢，双管齐下增强抗肿瘤效果。相关成果发表在《Materials Today Bio》上。

研究团队采用金属-酚醛框架自组装技术，将胆固醇氧化酶(COD)和天然化合物原儿茶酸(PCA)共同封装于纳米颗粒中，再包裹巨噬细胞膜(CM)构建仿生系统。通过动态光散射、透射电镜、高效液相色谱等技术表征纳米颗粒特性，并利用流式细胞术、Western blot、免疫荧光等方法验证其生物学效应。在4T1乳腺癌和B16F10黑色素瘤模型中评估了抗肿瘤效果。

3.1 纳米颗粒的制备与表征
通过优化配比获得稳定的COD-FePT@PCA NPs(CP)，粒径187.5±1.6 nm，经CM包裹后形成CPM粒径增至206.3±2.2 nm。电镜显示CPM具有核壳结构，元素映射证实CM成功包覆。纳米流式检测显示CM包封率达82.8%，PCA载药量8.9%。

3.2 通过COD和CM增强细胞摄取
流式和共聚焦结果显示，CPM在4T1和B16F10细胞中的摄取效率分别是普通纳米颗粒的2.1倍和1.8倍，归因于CM的仿生特性和COD的靶向作用。

3.3 通过PCA和COD增强细胞毒性
CCK-8实验显示CPM组细胞存活率最低(19.3%)，Calcein-AM/PI染色显示大面积细胞死亡。流式检测凋亡率高达68.7%，显著高于单药组(P<0.001)。

3.4 Sb9抑制与GrB诱导凋亡增强
Western blot显示CPM使Sb9表达降低1.7倍，同时GrB表达上调1.7倍。免疫荧光证实PCA特异性抑制Sb9，解除其对GrB的抑制，激活凋亡通路。

3.5 通过COD增强铁死亡
CPM显著下调GPX4和FSP1(铁死亡关键抑制蛋白)表达，FerroOrange染色显示细胞内Fe²⁺
水平升高3.2倍，证实铁死亡被激活。

3.6 通过铁死亡和保护性免疫诱导抗肿瘤免疫
流式分析显示CPM使树突细胞(DC)成熟率提高2.9倍，CD8⁺
T细胞浸润增加2.1倍，M1型巨噬细胞比例提升至61.3%，重塑了免疫抑制微环境。

3.7-3.10 体内抗肿瘤效果
在4T1和B16F10荷瘤小鼠中，CPM显示显著肿瘤靶向性，肿瘤抑制率达82.4%。肺转移结节减少87.5%，且未观察到明显毒性。免疫组化证实肿瘤组织Sb9下调而GrB上调，TUNEL显示广泛凋亡。

该研究创新性地将Sb9抑制剂PCA与铁死亡诱导剂COD整合于仿生纳米系统，通过三重机制协同抗肿瘤：(1)PCA抑制Sb9解除免疫抑制；(2)COD消耗胆固醇激活铁死亡；(3)CM增强靶向性和安全性。这种"解除刹车+猛踩油门"的双重策略为克服肿瘤耐药提供了新思路，其可规模化生产的特性更具临床转化潜力。值得一提的是，该设计巧妙利用肿瘤自身高胆固醇的特点，将其转化为促铁死亡的"特洛伊木马"，展现了精准医学的智慧。