负载KAT6A抑制剂并包被抗PD-L1的锰金属-有机框架纳米平台通过激活cGAS-STING增强结直肠癌免疫治疗

《International Journal of Pharmaceutics: X》：KAT6A inhibitor-loaded and anti-PD-L1-coated manganese metal–organic framework nanoplatform for enhanced colorectal cancer immunotherapy via cGAS-STING activation

　　

将KAT6A抑制剂和抗PD-L1整合到锰金属-有机框架（metal-organic framework, MOF）纳米平台中。Ki@MnMOF@P实现了pH响应性药物释放，并保留了PD-L1阻断功能。该纳米平台增强了结直肠肿瘤的抑制作用，并延长了生存期。Ki@MnMOF@P激活了cGAS-STING信号通路，促进了细胞因子释放以及CD4⁺和CD8⁺ T细胞浸润。

结直肠癌（colorectal cancer, CRC）是全球高发且致死率极高的恶性肿瘤，其高复发率和转移潜能给临床治疗带来沉重负担。虽然手术、化疗和免疫检查点阻断等策略改善了部分患者预后，但绝大多数CRC患者对程序性死亡配体-1（programmed death-ligand 1, PD-L1）阻断疗法响应有限，主要归因于先天免疫激活不足、细胞毒性T淋巴细胞浸润缺乏以及免疫抑制性肿瘤微环境。环状GMP-AMP合酶-干扰素基因刺激因子（cyclic GMP-AMP synthase-stimulator of interferon genes, cGAS-STING）通路是启动I型干扰素介导免疫应答的核心环节，激活该通路可促进免疫刺激细胞因子分泌并增强细胞毒性T细胞浸润。锰离子（Mn²⁺）被证实能放大cGAS-STING激活，而赖氨酸乙酰转移酶6A（lysine acetyltransferase 6A, KAT6A）抑制也可通过该通路增强抗肿瘤免疫。然而，单一的小分子抑制剂或抗体往往存在肿瘤蓄积不足、免疫预激与检查点阻断协同性差等问题。为此，研究人员设计了一种负载KAT6A抑制剂（Ki）并包被抗PD-L1抗体的锰金属-有机框架（manganese metal-organic framework, MnMOF）纳米平台Ki@MnMOF@P，旨在通过Mn²⁺释放与KAT6A抑制协同激活cGAS-STING通路，同时利用抗PD-L1涂层实现免疫检查点阻断，进而将免疫“冷”肿瘤转化为“热”肿瘤。该研究发表于《International Journal of Pharmaceutics: X》。

在技术方法上，研究人员采用水热法合成MnMOF，通过吸附负载KAT6A抑制剂PF-9363，并借助EDC/NHS化学偶联将抗PD-L1抗体经聚乙二醇连接至纳米粒表面。材料表征涉及透射电镜、扫描电镜、动态光散射、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射等手段。体外实验使用人结直肠癌HCT116细胞和正常人结肠上皮NCM460细胞（均购自美国典型培养物保藏中心，ATCC）评估细胞毒性、摄取和Mn²⁺递送效率。体内研究采用BALB/c小鼠（购自中国Charles River公司）建立CT26皮下结直肠肿瘤模型，经尾静脉注射等剂量Ki的纳米制剂，并通过免疫荧光染色、酶联免疫吸附测定（ELISA）和流式细胞术分析通路激活与免疫细胞浸润。

结果显示，Ki@MnMOF@P纳米粒呈均匀球形，平均粒径约为104.1±23.6 nm，在生理介质中胶体稳定性良好。药物负载实验表明，当初始Ki浓度为5 mg/mL时载药量可达约55%，且在酸性条件下（pH 5.5和6.5）Ki释放显著加速，符合肿瘤微环境响应特征。PD-1/PD-L1结合抑制实验证实，纳米平台表面修饰的抗PD-L1保留了约90%的阻断活性。细胞实验显示，Ki@MnMOF@P对HCT116细胞表现出浓度依赖性细胞毒性，而对NCM460细胞毒性较低；尼罗红标记实验提示抗PD-L1涂层增强了CRC细胞的摄取和Mn²⁺递送。体内分布实验进一步表明，Ki@MnMOF@P在肿瘤组织中具有优先蓄积能力，且无明显全身毒性。

在具体结果方面：（1）制备与表征：通过多种表征手段确认了纳米平台的成功构建，球形形貌、适宜粒径、表面电荷变化及保留的PD-L1阻断活性为后续研究奠定了基础。（2）药物负载与选择性细胞毒性：Ki@MnMOF@P具有高效载药能力，对正常结肠上皮细胞低毒，对CRC细胞具有选择性杀伤作用，活/死染色结果与CCK-8实验一致。（3）pH响应释放、细胞摄取与肿瘤靶向能力：酸性环境加速Ki释放和Mn²⁺释放，抗PD-L1涂层增强了HCT116细胞摄取和肿瘤富集，离体荧光成像显示肿瘤部位信号最强。（4）体内抗肿瘤疗效：在CT26荷瘤小鼠中，Ki@MnMOF@P显著抑制肿瘤生长并降低肿瘤重量，效果优于MnMOF、MnMOF@P和Ki@MnMOF单药组。（5）生物分布与生物安全性：Ki@MnMOF@P肿瘤蓄积量高于未涂层组，主要脏器中肝脏有一定蓄积但随时间消退；治疗期间小鼠体重、肝功能、肾功能和血常规指标均无明显异常，主要器官H&E染色未见病理损伤。（6）激活cGAS-STING通路并延长生存期：免疫荧光显示Ki@MnMOF@P显著下调KAT6A表达，上调cGAS、磷酸化STING（p-STING）、磷酸化TBK1和磷酸化IRF3水平；ELISA检测到cGAMP生成增加；Kaplan-Meier生存曲线表明Ki@MnMOF@P组小鼠生存期显著延长（P=0.001）。（7）重塑肿瘤免疫微环境：ELISA显示Ki@MnMOF@P显著提高IFN-β、CXCL10、TNF-α、IL-6和IFN-γ水平，脾脏重量增加；流式细胞术定量分析显示肿瘤浸润的CD4⁺和CD8⁺ T细胞比例显著升高。

讨论部分指出，尽管Ki@MnMOF@P在临床前模型中展现出良好疗效，但锰离子的长期体内命运与代谢、放大生产的质量控制、批次间重复性及抗体偶联效率优化仍是临床转化需要解决的关键问题。未来需利用原位肿瘤、转移模型及患者来源异种移植模型进行深入验证，并系统评估药代动力学、免疫原性和长期毒性。结论部分指出，研究人员成功构建了负载KAT6A抑制剂并包被抗PD-L1的锰MOF纳米平台Ki@MnMOF@P，该平台通过Mn²⁺介导和KAT6A抑制剂介导的cGAS-STING通路激活，以及抗PD-L1介导的免疫检查点阻断，显著抑制结直肠肿瘤生长、延长生存期并重塑肿瘤免疫微环境，为CRC免疫治疗提供了一种有前景的多功能纳米医学策略。