离子化脂质纳米颗粒诱导的新型肿胀-溶解性细胞死亡机制及其在疫苗佐剂和癌症治疗中的应用

这篇研究揭示了无载药离子化磷脂IP9构建的脂质纳米颗粒（ipLNP）可诱导多种细胞发生独特的肿胀-溶解性死亡，其机制涉及活性氧（ROS）升高、脂质过氧化和GSDME剪切，且能被维生素E（VE）特异性抑制。研究发现ipLNP通过破坏溶酶体膜稳定性触发细胞死亡，并展现出作为新型Th1/Th17疫苗佐剂和癌症治疗剂的巨大潜力，为脂质纳米颗粒（LNP）的副作用机制研究和应用拓展提供了新视角。

　　

离子化脂质纳米颗粒触发的新型细胞死亡机制

脂质纳米颗粒（LNPs）作为革命性药物递送平台，其内在生物学效应长期被忽视。本研究首次发现基于新型离子化磷脂IP9构建的无载药脂质纳米颗粒（ipLNP）能在多种细胞系中诱导独特的"气泡样"肿胀形态和溶解性死亡，这种跨细胞类型的广谱效应暗示着普适性机制的存在。

肿胀-溶解性死亡的形态学特征

通过高内涵成像系统捕捉到ipLNP处理的细胞经历收缩-出泡-肿胀的动态过程，最终形成包含多个内膜气泡的"气泡套气泡"结构。膜完整性检测显示肿胀细胞同时呈现膜联蛋白V-mCherry（标记膜磷脂外翻）和SYTOX Green（标记膜破裂）双阳性特征，但缺乏典型的核碎裂现象，表明这是非凋亡性死亡途径。渗透保护剂PEG8000（水合半径2.7 nm）能完全抑制细胞肿胀，提示ipLNP诱导形成了直径约3.6-5.4 nm的膜孔。

分子机制解析

转录组分析揭示ipLNP显著上调Ier3、Fos等应激相关基因，激活氧化应激和铁死亡通路。实验证实ipLNP处理导致细胞内活性氧（ROS）激增，产生单线态氧（¹O₂）和超氧自由基（O₂^-），并引发不同程度的脂质过氧化。虽然检测到caspase-3活化和GSDME蛋白剪切，但广谱抑制剂筛选发现仅有维生素E（VE）能显著挽救细胞死亡，提示存在非典型死亡通路。

溶酶体膜 destabilization 的核心作用

DiI标记实验显示ipLNP特异性富集于溶酶体。VE通过稳定溶酶体膜发挥保护作用：预处理组保持ipLNP的溶酶体点状分布，而单独ipLNP组则呈现胞质弥散模式。溶酶体脱酸化和内容物（组织蛋白酶B/D/L、金属离子）泄漏是关键事件，但cathepsin抑制剂仅产生短暂保护，表明溶酶体损伤是起始因素而非唯一执行者。

免疫激活与治疗应用

低剂量ipLNP可激活RAW-ISG巨噬细胞高表达CD40/CD86共刺激分子。小鼠皮内注射引发局部脓肿，转录组显示I型/II型干扰素信号和IL-17通路显著激活。作为疫苗佐剂，ipLNP（45-90 μg）联合HR121抗原能诱导比poly(I:C)更强的Th1/Th17反应：脾细胞产生更高水平的IFN-γ（4.5倍）、IL-17A和IgG2a（9倍）。在肿瘤治疗中，ipLNP引发钙网蛋白（CRT）外露和HMGB1释放等免疫原性死亡特征，瘤内注射使70% CT26荷瘤小鼠完全缓解，并产生特征性坏死溃疡表型。

这项研究不仅阐明了离子化脂质通过溶酶体膜 destabilization 触发细胞死亡的创新机制，更通过"副作用资源化"策略，将ipLNP的细胞毒性转化为疫苗佐剂和肿瘤治疗的新工具，为LNP的多元化应用开辟了道路。