氧自供型纳米平台通过协同乳酸消耗与声动力疗法重塑肿瘤免疫抑制微环境

本研究针对肿瘤免疫抑制微环境中乳酸代谢异常和缺氧问题，开发了负载乳酸氧化酶(LOX)和锰卟啉的纳米脂质体(ML@Lip)。该平台通过级联反应实现乳酸消耗与自供氧循环，结合声动力疗法(SDT)诱导免疫原性细胞死亡(ICD)，显著促进M1型巨噬细胞极化并激活T细胞免疫应答。该研究为靶向乳酸代谢的肿瘤联合治疗提供了新思路。

　　

在肿瘤微环境(TME)这个特殊的"生态系统"中，乳酸长期被视为糖酵解的代谢废物。然而近年研究发现，这种看似简单的分子竟是肿瘤免疫逃逸的"帮凶"——它不仅能促进血管生成和转移，更通过多种机制构建免疫抑制屏障：抑制树突状细胞(DCs)分化、阻碍抗原呈递、诱导M2型肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)极化，甚至削弱CD8⁺T细胞的杀伤功能。面对这个复杂的免疫抑制网络，传统单一干预策略往往收效甚微，特别是缺氧环境还会限制乳酸氧化酶(LOX)的治疗效果。

重庆医科大学附属第三医院李锐团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表的研究，创新性地构建了氧自供型纳米平台ML@Lip。该平台巧妙整合了乳酸代谢调控、声动力疗法和自供氧三大功能：LOX消耗乳酸改善免疫抑制，锰卟啉介导的声动力疗法不仅直接杀伤肿瘤，还通过免疫原性细胞死亡(ICD)激活适应性免疫。更精妙的是，锰离子催化乳酸分解产生的过氧化氢生成氧气，既形成乳酸消耗的正反馈循环，又增强声动力疗效。这种"一石三鸟"的设计为逆转肿瘤免疫抑制提供了全新解决方案。

研究采用薄膜水化法制备载有LOX和锰卟啉的纳米脂质体，通过透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)表征其理化性质。体外实验采用4T1乳腺癌细胞评估纳米颗粒内化、ROS生成及细胞毒性，并通过流式细胞术分析凋亡和免疫细胞亚群。体内建立4T1荷瘤小鼠模型，结合光声成像(PA)和荧光示踪技术监测纳米颗粒分布，通过免疫荧光和H&E染色评估治疗效果。临床前样本来源于6周龄雌性BALB/c小鼠。

【合成与表征】
ML@Lip呈现87.6±14.8 nm的准球形结构，zeta电位-19.9 mV，紫外光谱显示LOX(380 nm)和锰卟啉(465 nm)特征峰。稳定性实验证实其在PBS中7天内粒径无显著变化。封装效率测定显示锰卟啉达77.05%，LOX为18.46%。

【功能验证】
10 mM乳酸溶液中，ML@Lip使乳酸浓度呈时间依赖性下降。锰离子催化产生"氧风暴"，1小时内溶解氧浓度提升3倍。声动力实验中，ML@Lip联合乳酸组的单线态氧生成量显著高于对照组，证实自供氧可增强声动力效应。

【体外疗效】
DiI标记显示ML@Lip12小时内胞吞率达72.5%。CCK-8实验表明ML@Lip+超声组细胞存活率仅23.75%，流式检测凋亡率达57.53%。DCFH-DA探针证实该组ROS水平最高，与SOSG溶液实验结果一致。

【微环境重塑】
PA成像显示ML@Lip处理24小时后肿瘤血氧饱和度提升5倍，免疫荧光证实缺氧诱导因子HIF-1α表达几乎消失。这为LOX持续作用创造了有利条件。

【抗肿瘤效果】
4T1荷瘤小鼠模型中，ML@Lip+US组治疗后肿瘤体积缩小，H&E和TUNEL染色显示广泛坏死和凋亡，PCNA阳性率最低。免疫荧光检测到显著钙网蛋白(CRT)暴露，证实ICD效应。

【免疫调控】
流式分析揭示ML@Lip+US组M1型TAMs(21.9%)较对照组(7.24%)显著增加，M2型TAMs从23.37%降至14.7%。DC成熟率(35.27%)和CD8⁺CTLs浸润量提升3.5倍，形成适应性免疫应答。

该研究通过级联反应实现三大突破：建立乳酸消耗-氧自供的正反馈循环，增强声动力疗效；通过LOX和SDT双重作用逆转免疫抑制；诱导ICD激活系统性抗肿瘤免疫。这种多机制协同策略不仅为靶向代谢的肿瘤治疗提供新范式，其模块化设计更为联合治疗平台开发指明方向。值得注意的是，研究采用临床批准材料构建纳米载体，具有良好转化前景。未来可进一步探索该平台与免疫检查点抑制剂的协同效应，或针对不同肿瘤类型优化组分比例。