ACS Nano：细胞内信号级联转导肿瘤免疫的纳米信使
发布时间：2021-08-06
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ACS Nano：细胞内信号级联转导肿瘤免疫的纳米信使
化学信使被认为是细胞内参与调节各种生理和代谢活动的重要信号分子，发挥重要的细胞内与细胞间信号的传递转导功能，在生物医学领域广泛应用于多种疾病的诊断与治疗。特别是近年来其在肿瘤治疗方面受到了极大的关注，包括多种金属离子和气体分子在内的化学信使被发现具有良好的抗肿瘤活性，通过发挥重要的营养和信号作用，对肿瘤细胞的代谢活性和生存活力产生影响。尽管如此，由于生物系统的复杂性，它们通常表现出有限的调控效率。特别是对于肿瘤细胞来说，抗肿瘤死亡和转移途径容易激活以抵抗化学信使的调控，进一步损伤抗肿瘤效果。而基于纳米材料的级联工程可以通过建立组件之间的紧密联系，克服多重障碍，是一种有希望扩大纳米材料治疗性能的重要策略。
近日，本团队将锌原卟啉（ZnPP）作为信使放大器加载到多孔聚丙烯酸-硫酸钙（PAA-CaS）纳米复合材料中，制备了一种具有信号转导级联功能的纳米信使（ZnPP@PAA-CaS），并将其用于增强化学信使的调控活性并介导抗肿瘤免疫治疗。该研究工作发表在ACS Nano，第一作者赵赫楠，通讯作者陈万松副教授、刘又年教授。
纳米信使通过使用PAA模板用于稳定CaS纳米粒子并形成多孔结构的PAA-CaS纳米复合材料，细胞内源性HO-1细胞抗氧化保护酶抑制剂ZnPP作为信使放大器可以有效地加载到多孔纳米复合材料中。ZnPP@PAA-CaS纳米信使在正常生理条件下保持结构完整性，但在酸性内体环境下迅速分解，高效释放Ca2+、H2S和ZnPP等信号分子。
纳米信使在酸性核内体中逐渐释放化学信使,释放的Ca2+和H2S可以协同提高细胞内Ca2+应激并介导细胞死亡，影响肿瘤细胞生长、增殖与迁移。同时，锌原卟啉(ZnPP)可作为信使放大器以抑制肿瘤细胞的抗死亡作用。研究表明，肿瘤细胞会在信号转导级联作用下发现依赖Ca2+的细胞死亡，并释放作为原位肿瘤疫苗的肿瘤相关抗原以激活抗肿瘤免疫。
体内研究表明，该纳米信使能够有效根除原发肿瘤和远处转移瘤，并且可以产生免疫记忆以阻止肿瘤的转移和复发。综上所述，这项工作通过将级联工程引入到化学信使中而为增强化学信使介导的细胞调控作用提供了一种新的策略，有望进一步推动化学信使介导的免疫治疗的未来发展。
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c02765
Henan Zhao, Liqiang Wang, Ke Zeng, Jianghua Li, Wansong Chen, and You-Nian Liu. Nanomessenger-Mediated Signaling Cascade 2 for Antitumor Immunotherapy. ACS Nano, 2021, DOI: 10.1021/acsnano.1c02765.