ACS AMI | 纳米聚合物平台调节肿瘤相关巨噬细胞复极化
ACS AMI | 纳米聚合物平台调节肿瘤相关巨噬细胞复极化
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以下文章来源于ACS材料X ，作者ACS Publications
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英文原题： Tumor-Associated Macrophages Regulating a PolymerNanoplatform for Synergistic Treatment of Breast Tumors
通讯作者： 杨冬芝，徐州医科大学；马云苏，徐州医科大学；洪浩，化学与生物医药创新中心
作者： 张丽、崔帅、丁宁、张静、崔恩娜、向倩、周正浩、孙波、王一男、洪浩*、马云苏*、杨冬芝*
背景介绍
肿瘤微环境以细胞内活性水平升高和代谢活性增强为特征。调节TME以提高肿瘤治疗效果是一种可行的肿瘤治疗途径。近年来，调节肿瘤相关巨噬细胞的极化状态已成为治疗恶性肿瘤的新策略。肿瘤相关巨噬细胞具有显著的表型异质性和功能多样性，在先天免疫和适应性免疫中都起着关键作用。与传统巨噬细胞不同，肿瘤相关巨噬细胞具有独特的极化模式，并积极参与肿瘤血管生成、免疫抑制、肿瘤侵袭和转移 , 一般分为促炎M1型和抗炎M2型(肿瘤免疫抑制)。这两种亚型在不同的环境刺激下可以相互转化。在肿瘤微环境的影响下，大多数肿瘤相关巨噬细胞以M2型存在，占实体瘤体积的50%，促进肿瘤的发生和发展研究表明，不同的环境因素可触发肿瘤相关巨噬细胞表型和功能的转变，并在两种表型之间发生动态变化。将M2型肿瘤相关巨噬细胞复极化为M1表型是增强T细胞介导的抗肿瘤免疫和改善免疫抑制的肿瘤微环境的一种很有前途的策略。因此，可以寻找生物相容性和有效的免疫调节剂来实现肿瘤相关巨噬细胞的复极化。
图1.CPHT制备及作用原理示意图
文章亮点
近日， 徐州医科大学杨冬芝教授、马云苏副教授与南京大学洪浩教授 合作在 ACS Applied Materials & Interfaces 上发表了纳米聚合物调节肿瘤相关巨噬细胞极化协同治疗乳腺癌的研究。以透明质酸共轭二硫键合聚乙烯亚胺(PEIS)为载体，通过自组装策略制备了有机聚合物纳米颗粒，探究该纳米聚合物对肿瘤相关巨噬细胞的调节能力及协同治疗乳腺癌的效果。
以透明质酸(HA)共轭二硫键合聚乙烯亚胺为载体，通过自组装策略制备了有机聚合物纳米颗粒(CPHT)。这些纳米颗粒被转铁蛋白(Tf)修饰，并负载光敏剂Ce6。通过核磁共振仪、利用红外光谱仪、紫外-可见分光光度计和荧光光谱仪对制备CPHT进行光学性能表征，结果表明CPHT的成功制备。使用动态光散射技术和透射电子显微镜对制剂的形态测得CPHT具有良好的分散性，粒径约为30 nm。利用GSH、光动力响应实验说明CPHT在肿瘤细胞中高浓度谷胱甘肽的作用下逐渐分解，证明了Ce6控释和光动力治疗的可能性。
利用IL-4将未经激活的M0巨噬细胞诱导为M2型，再给予药物处理后研究细胞因子、蛋白表达变化判断巨噬细胞分型。利用qRT-PCR技术对两种分型巨噬细胞特异性表达基因进行检测，CPHT会显著增加TNF-a、iNOS（M1特异性细胞因子）的表达，减少 Arg-1、IL-10（M2特异性细胞因子）的表达，显著减少M2型巨噬细胞细胞CD206蛋白表达。通过流式检测细胞表面标志物表达变化发现，IL-4诱导后的巨噬细胞CD206表达量约为CD86的四倍，CD206/CD86明显降低，说明CPHT具有逆转IL-4诱导巨噬细胞分型向M2型极化趋势的能力。
总结/展望
在这项研究中，开发了一个透明质酸和转铁蛋白功能化的自组装纳米平台，用于基于TAM调节的靶向协同肿瘤治疗。我们的研究结果表明，CPHT可以促进巨噬细胞从M2表型向M1表型转化，并且在此过程中产生的H 2 O 2 增强了癌细胞的铁凋亡。表面修饰并附着肿瘤靶向蛋白Tf， CPHT可以选择性地进入乳腺癌细胞。体外和体内研究表明CPHT偶联物具有良好的生物相容性。这种CPHT纳米平台的主要优点在于其调节TME的能力。因此，它可以与多种治疗药物协同作用(例如报告中的Ce6)。CPHT也能通过Tf转运铁诱导癌细胞铁下垂。这些发现表明，由一个纳米平台产生的PDT、免疫调节和铁凋亡的协同效应可能是一种有用的癌症治疗方法，有望为肿瘤治疗提供一种新的途径和策略。
相关论文发表在 ACS Applied Materials & Interfaces 上徐州医科大学硕士研究生 张丽、崔帅、丁宁 为文章的共同第一作者， 杨冬芝、马云苏、洪浩教授 为通讯作者。
通讯作者信息
杨冬芝 教授
2008年毕业于东北大学理学院分析化学专业，获理学博士学位。同年进入徐州医科大学药学院药物分析教研室任职。2015年2月至2016年2月至美国密歇根大学交流访学，2016年2月至2017年2月为美国密歇根大学博士后。江苏省“六大人才高峰”和“333”高层次人才培养对象，江苏省“青蓝工程”优秀青年骨干教师。研究方向为现代药物分析技术的研究及在生命科学领域的应用。主持国家自然科学基金1项，江苏省自然科学基金面上项目2项，其他各级各类项目6项。近5年以第一和通讯作者在 Biomaterials，Molecular Pharmaceutics 等杂志上发表SCI论文20篇。
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ACS Appl. Mater. Interfaces. 2023, 15, 29, 34527–34539
Publication Date: July 18, 2023
https://doi.org/10.1021/acsami.3c05497
Copyright © 2023 American Chemical Society
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