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聚集诱导发光仿生探针实现高效肿瘤光动力-免疫协同治疗

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IMAGE: 聚集诱导发光仿生探针M@AP的合成示意图 view more 

Credit: ©《中国科学》杂志社

免疫治疗(Immunotherapy)作为一种新兴的治疗方法已经在多种恶性肿瘤中取得了成功。聚肌苷酸-聚胞苷酸(Poly(I:C))是一种Toll样受体3激动剂,可直接诱导肿瘤细胞凋亡,并促进肿瘤细胞分泌免疫因子。然而,Poly(I:C)诱导的免疫应答率在一定类型的恶性肿瘤中仍然很低,且Poly(I:C)具有较大的细胞毒性,极大地限制了临床的使用[1]。

光动力治疗(Photodynamics therapy,PDT)是一种具有应用前景的肿瘤治疗方法,不仅直接诱导肿瘤细胞内过量活性氧的产生,同时PDT还可以促进肿瘤相关的抗原释放,从而启动机体的抗肿瘤免疫。传统光敏剂在聚集状态下,光敏活性减弱甚至完全消失,是光动力治疗的一大难题。有幸的是,聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)光敏剂的出现解决了这一难题,这一类光敏剂在聚集状态下活性氧生成能力反而越强,产生的免疫效应更强烈[2]。即便如此,光动力治疗引发的免疫依旧很难实现肿瘤的彻底清除。因此将免疫佐剂Poly(I:C)与AIE光敏剂介导的光动力治疗进行联合,用以增强抗肿瘤免疫响应,具有重大临床意义。

近日,华中科技大学王世宣教授,中国地质大学(武汉)夏帆教授和乐卓博大学洪煜柠(Yuning Hong)教授共同通讯在National Science Review在线发表题为“Red blood cell membrane-camouflaged nanoparticles loaded with AIEgen and Poly(I:C) for enhanced tumoral photodynamic-immunotherapy”的研究论文,该研究巧妙地利用红细胞膜负载AIE光敏剂和免疫佐剂Poly(I:C),实现对肿瘤的高效光动力-免疫协同治疗。

为了赋予纳米探针良好的生物相容性和特异器官的靶向,该研究以红细胞膜为外壳同时负载AIE光敏剂和免疫佐剂Poly(I:C)构建出M@AP探针(图1)。在体内,由于红细胞膜仿生探针的长循环能力,M@AP通过高通透滞留效应富集于肿瘤中,同时损伤红细胞膜可特异性归巢于脾脏中(红细胞清除场所)。给予肿瘤部位光照治疗,AIE光敏剂通过产生过量的ROS诱导肿瘤细胞死亡,同时促进肿瘤抗原的释放入血,并激活机体的免疫反应。进入脾脏内的Poly(I:C)则诱导免疫细胞分泌大量免疫因子,协同激活体积免疫。体内实验结果表明M@AP探针在光照下不仅可以直接杀死肿瘤细胞,在Poly(I:C)的协同作用下还可以活化免疫细胞,促进细胞因子白细胞介素1(IL1)、白细胞介素6(IL6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和干扰素γ(IFN-γ)的释放,从而实现对肿瘤的高效光动力-免疫协同治疗(图2)。更有意思的是,在黑色素瘤肺转移小鼠模型中,M@AP 探针也显示出色的抗转移癌的能力,这将为肿瘤复发和转移治疗提供可能性。

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[1] Luo M, Wang H, Wang Z H, et al. A STING-activating nanovaccine for cancer immunotherapy. Nature nanotechnology, 2017, 12: 648-654.

[2] Chen C, Ni X, Jia S, Liang Y, Wu X, Kong D, Ding D. Massively Evoking Immunogenic Cell Death by Focused Mitochondrial Oxidative Stress using an AIE Luminogen with a Twisted Molecular Structure. Adv Mater. 2019 Dec;31(52):e1904914.

文章信息:

Red blood cell membrane-camouflaged nanoparticles loaded with AIEgen and Poly(I:C) for enhanced tumoral photodynamic-immunotherapy https://doi.org/10.1093/nsr/nwab039

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