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为解决癌症治疗难题,研究人员开发 APM 纳米粒,实现光热协同免疫治疗,有望用于癌症治疗。
癌症,这个如同恶魔般的存在,一直以来都是全球医学领域亟待攻克的难题。尽管新兴的靶向疗法和免疫疗法为癌症治疗带来了新的曙光,然而,耐药性的出现使得这些疗法的效果大打折扣。就像一场激烈的战斗,癌细胞不断地 “升级装备”,让治疗陷入困境。在这样的背景下,寻找新的治疗策略迫在眉睫。
中南大学湘雅二医院的研究人员开展了一项极具意义的研究,他们开发了一种名为 AC@PDA@CM(APM)的仿生药物递送系统,相关研究成果发表在《BIOMATERIALS RESEARCH》上。这一研究成果为癌症治疗带来了新的希望,有望打破现有的治疗僵局。
在这项研究中,研究人员用到了多种关键技术方法。在纳米粒的制备与表征方面,通过特定的步骤制备 APM 纳米粒,并运用动态光散射(DLS)、透射电子显微镜(TEM)等技术对其进行表征。细胞实验技术上,采用细胞计数试剂盒 - 8(CCK-8)法、流式细胞术(FCM)等评估细胞活力、凋亡、迁移和侵袭等情况。动物实验技术中,建立小鼠乳腺癌模型,进行体内生物分布、光热性能、抗肿瘤疗效等实验研究 。
下面来看具体的研究结果。
- APM 的制备与表征:研究人员成功制备出 APM 纳米粒,其粒径约为 192.4±30.6nm,zeta 电位为 - 35.8±0.3mV,多分散指数(PDI)为 0.099,显示出良好的稳定性和窄粒径分布。通过多种检测方法证实,APM 纳米粒成功包裹了阿托伐他汀钙(AC),药物负载量为 37.8%±2.6%,包封率为 80.1%±3.0%,且近红外(NIR)照射可显著加速药物释放。
- APM 的光热性能:APM 纳米粒的光热转换效率高达 38.6%,在近红外照射下,其温度升高与 PDA 浓度、纳米粒浓度和激光功率呈正相关,且经过 4 次加热和冷却循环后,光热性能无明显变化,表明其稳定性良好。
- APM 的体外抗肿瘤疗效:体外实验表明,APM 纳米粒对 4T1 细胞具有显著的细胞毒性,且在近红外照射下,细胞毒性进一步增强。同时,APM 纳米粒能够抑制 4T1 细胞的迁移和侵袭,其抗转移效果优于 AC。
- APM 的细胞摄取与肿瘤靶向性:实验显示,巨噬细胞膜(CM)修饰的 APM 纳米粒能够促进肿瘤细胞的摄取效率,在体内具有良好的肿瘤靶向性,可在肿瘤组织中大量积累。
- APM 对抗炎症和肿瘤免疫抑制的机制:APM 纳米粒能够抑制 COX-2/PGE2 通路,降低 PGE2 浓度,同时减少 CD47 表达,从而有效抑制肿瘤免疫逃逸,增强巨噬细胞对肿瘤的吞噬作用。
- APM 的体外 ROS 生成和 ICD:APM 纳米粒可刺激 4T1 细胞产生大量活性氧(ROS),并增强钙网蛋白(CRT)和高迁移率族蛋白 B1(HMGB1)的表达,促进树突状细胞(DC)的成熟,增强抗肿瘤免疫反应。
- APM 的体内抗肿瘤效率:在小鼠原位乳腺癌模型中,APM 纳米粒联合近红外照射表现出显著的抗肿瘤效果,能够有效抑制肿瘤生长和转移,且肿瘤组织中 Ki67 表达水平最低,表明肿瘤细胞增殖受到明显抑制。
- APM 的体内抗炎和抗肿瘤免疫反应:APM 纳米粒联合近红外照射能够有效抑制肿瘤组织中的炎症反应,增加 M1 巨噬细胞、成熟 DC 和细胞毒性 T 淋巴细胞(CTLs)的比例,提高干扰素 -γ(IFN-γ)水平,增强抗肿瘤免疫反应。
- APM 的生物安全性:APM 纳米粒的溶血活性低,对小鼠体重、肝功能和肾功能无明显影响,主要器官的组织学检查也未发现明显损伤,表明其生物相容性良好。
研究结论和讨论部分指出,APM 纳米粒具有高载药率和高效的肿瘤靶向能力,利用 PDA 的光热治疗(PTT)效应,增强了 AC 的抗肿瘤效果和抗肿瘤免疫反应。同时,AC 通过抑制 COX-2/PGE2 通路和 CD47 信号,改善了 PTT 引起的局部炎症诱导的免疫抑制肿瘤微环境(TME)。这表明 APM 纳米粒为增强光热协同免疫治疗的抗肿瘤疗效提供了一种可行的策略,是一种用于肿瘤治疗的多功能纳米药物。然而,未来还需要克服一些技术挑战,如确保长期安全性、实现大规模生产和开发个性化治疗等,以更好地满足癌症患者的多样化需求,推动该疗法的临床转化。这项研究为癌症治疗开辟了新的道路,为后续的研究和临床应用奠定了坚实的基础。
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