综述:纳米材料干预细胞衰老强化癌症治疗

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Coordination Chemistry Reviews 23.5

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  这篇综述系统阐述了纳米材料通过诱导肿瘤细胞衰老(Senescence)增强抗癌疗效的最新进展。文章深入解析了衰老细胞的生物学特征(包括SASP分泌表型)、启动信号通路(如DNA损伤反应)及其与肿瘤微环境(TME)的互作机制,重点探讨了纳米疫苗(Nanovaccines)、ROS生成材料(如H2O2)和靶向递药系统(如CDK4/6抑制剂)三大干预策略,为开发兼具精准性和低毒性的抗癌纳米疗法提供了新思路。

  

引言

细胞衰老是一种由DNA损伤、氧化应激或端粒缩短触发的不可逆细胞周期停滞现象。尽管衰老细胞停止增殖,却保持代谢活性并通过分泌衰老相关分泌表型(SASP)——包含白细胞介素6(IL-6)等促炎因子——深刻影响肿瘤微环境(TME)。这种"双刃剑"效应既能抑制肿瘤生长,也可能促进治疗抵抗。近年来,纳米材料因其与生物分子相当的尺寸(10-200 nm)和可编程特性,成为精准调控细胞衰老的新兴工具。

细胞衰老的生物学特征

衰老细胞的核心标志包括:永久性周期阻滞(通过p16INK4a/p53通路)、线粒体功能障碍、以及SASP的激活。在肿瘤治疗中,化疗药物诱导的衰老可通过释放CCL2等趋化因子招募自然杀伤(NK)细胞,但持续存在的衰老细胞也可能上调PD-L1等免疫检查点分子导致免疫逃逸。纳米材料的优势在于能通过表面修饰(如CD47模拟肽)逃避免疫清除,同时精准递送促衰老药物至肿瘤部位。

纳米干预策略

纳米疫苗:利用衰老细胞表达的异常抗原(如端粒酶hTERT)制备的纳米疫苗,可激发CD8+T细胞应答。实验显示,负载衰老肿瘤细胞膜包被的PLGA纳米颗粒能使肿瘤消退率提升3倍。

ROS生成材料:氧化铁纳米颗粒在交变磁场下产生活性氧(·O2-),通过ATM-CHK2通路诱导衰老。值得注意的是,这种"氧化风暴"需控制在阈值内,过度ROS反而会诱发凋亡。

靶向递送系统:叶酸修饰的脂质体可特异性递送CDK4/6抑制剂(如帕博西尼)至肿瘤细胞,使衰老标志物β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)表达增加8倍。联合PD-1抗体可显著延缓黑色素瘤复发。

挑战与展望

当前瓶颈在于SASP的时空调控——如何通过纳米材料表面电荷调控(如ζ电位>+30 mV)实现细胞特异性衰老诱导。未来或可开发"智能"纳米机器人,根据TME酸碱度(pH 6.5-7.0)实时释放衰老诱导剂,为癌症治疗开辟新维度。

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