巨噬细胞递送金纳米颗粒通过免疫重塑增强口腔癌放疗效果的研究

本研究针对金纳米颗粒(GNPs)在放疗(RT)中因网状内皮系统(RES)清除和肿瘤蓄积不足导致的疗效受限问题，创新性地利用巨噬细胞(RAW 264.7)负载GNPs(GNP@Rs)，通过其肿瘤归巢特性和免疫可塑性增强放疗效果。研究发现40 nm GNPs具有更优的放射增敏作用，GNP@Rs能诱导M1型巨噬细胞极化并显著提升肿瘤内CD4+/CD8+ T细胞和NK细胞浸润，联合8 Gy放疗使肿瘤抑制效果提升3倍。该策略为克服放射抵抗提供了新型细胞载体递送方案。

　　

放射治疗是癌症治疗的重要手段，但肿瘤异质性和微环境特征常导致放射抵抗。金纳米颗粒(GNPs)因其高原子序数特性可作为放射增敏剂，然而其临床应用面临两大瓶颈：一是网状内皮系统(RES)的快速清除，二是肿瘤组织间液高压阻碍纳米颗粒渗透。更棘手的是，传统递送方式难以精准靶向肿瘤缺氧区域——这些区域恰恰是放射抵抗的"重灾区"。

面对这一挑战，国立阳明交通大学的研究团队独辟蹊径，利用巨噬细胞(RAW 264.7)作为"生物导弹"递送GNPs。巨噬细胞具有三大天然优势：能逃避RES清除、对肿瘤缺氧微环境有趋化性、可塑性极强。研究人员通过Turkevich法制备20 nm和40 nm GNPs，采用氯胺T法进行碘-131(¹³¹I)标记，结合流式细胞术、Transwell迁移实验和活体荧光成像等关键技术，系统评估了GNP@Rs的放射增敏效应和免疫调节功能。

40 nm GNPs展现卓越放射增敏特性
透射电镜显示通过调节柠檬酸钠与HAuCl₄摩尔比可精确控制GNP尺寸。细胞实验证实40 nm GNPs在4 Gy和8 Gy照射下协同指数(CI)均小于1，而20 nm GNPs几乎无增敏作用。这种尺寸效应在MTCQ1口腔癌细胞和E0771乳腺癌细胞中高度一致，可能与更大颗粒产生更多次级电子有关。

巨噬细胞高效载药且自发M1极化
放射性示踪显示RAW 264.7细胞对40 nm GNPs的摄取在6-8小时达到峰值。有趣的是，GNP负载显著上调M1型标志物Nos2和Tnf表达，同时抑制M2型标志物Arg1，这种极化状态持续24小时。流式检测发现iNOS/Arg-1荧光强度比提升2.3倍，表明GNPs本身即具有免疫调节作用。

肿瘤靶向性不受载药影响
Transwell实验证实GNP@Rs在标准培养基和肿瘤条件培养基中的迁移能力与未负载细胞无差异。活体成像显示静脉注射96小时后，荧光标记的GNP@Rs在肿瘤部位信号强度达肝脏的1.8倍，且在脾脏、肺部等免疫器官也有显著蓄积，这种分布特征为系统免疫激活奠定基础。

联合治疗引发"免疫风暴"
动物实验显示GNP@Rs联合8 Gy放疗使肿瘤体积缩小78%，显著优于单纯放疗组。流式分析揭示治疗组肿瘤内出现免疫细胞"三重奏"：CD11c⁺CD86⁺树突状细胞增加4.5倍，CD8⁺ T细胞浸润提升3.2倍，NK细胞比例翻番。哨兵淋巴结中更观察到T细胞"迁徙"现象——淋巴结内T细胞减少伴随肿瘤部位T细胞增加，提示免疫细胞重分布参与抗瘤效应。

该研究创新性地将细胞疗法与纳米放射增敏结合，突破传统纳米药物递送瓶颈。特别值得注意的是，GNP@Rs产生的"双刃剑"效应：既通过物理增敏增强放射线杀伤，又重塑免疫微环境形成长期抗肿瘤免疫。这种策略为临床解决放射抵抗问题提供了新思路，尤其适用于缺氧明显的实体肿瘤。未来研究可进一步优化巨噬细胞来源（如采用患者自体BMDMs），并探索针对转移灶的抑制效果。

论文发表于《Materials Today Bio》，Hui-Wen Chan为第一作者，HUI-YEN CHUANG和Pei-Wei Sheung为共同通讯作者。研究获得阳明凌医学基金会和国家科学委员会的资助。