林文斌 JACS : 納米金屬有機框架-可服缺氧的光動力治療癌症免疫療法

2021-01-10 騰訊網

【引言】

最近,癌症免疫療法成為一種高效的癌症治療方法。免疫檢點封鎖(ICB)利用抗體阻斷負性免疫調節通路,已經在幾個晚期癌症中獲得了臨床成功。然而,由於宿主免疫系統的激活不足,導致ICB對許多癌症的系統性抗腫瘤反應的比率是有限的。將ICB與其他免疫原性治療相結合可提高非炎症性腫瘤的反應率。光動力療法(PDT)會引起急性炎症反應,改變腫瘤微環境,並有希望顯著提高ICB的療效。然而,PDT和ICB的協同治療很少被探索。

【成果簡介】

近日,美國芝加哥大學的林文斌教授(通訊作者)等報導了一種納米金屬有機骨架(Fe-TBP),作為一種新型的納米光敏劑來克服腫瘤缺氧和提高PDT的敏感效率,用於癌症免疫治療的非炎症性腫瘤。Fe-TBP是含氧量正常和低氧條件下由鐵氧簇、卟啉配體和敏化PDT構建的。Fe-TBP調解的PDT顯著改善了抗-程序性死亡-配體1(α-PD-L1)的治療效果,並引起了結直腸癌小鼠模型的遠位效應,導致了90%的腫瘤退化。機械研究表明,Fe-TBP調解的PDT誘導了細胞毒素T細胞的腫瘤浸潤是有重大意義的。研究成果以題為「Nanoscale Metal-Organic Framework Overcomes Hypoxia for Photodynamic Therapy Primed Cancer Immunotherapy」發布在國際著名期刊JACS上。

【圖文導讀】

圖一、Fe-TBP作用流程和理化表徵

(a) Fe-TBP克服缺氧的PDT癌症免疫治療方法的原理示意圖;

(b) Fe-TBP的TEM圖(500 nm);

(c) Fe-TBP的高分辨TEM和快速傅立葉變換圖;

(d) Fe-TBP的TEM圖(100 nm);

(e) 與PCN-600相比,Fe-TBP的PXRD圖;

(f) Fe-TBP和H4TBP的紫外可見光譜;

(g) EXAFS擬合的Fe-TBP,顯示了Fe作為Fe3O(-COO-)6(H2O)3+協調環境。

圖二、Fe-TBP將HO轉化為O來克服缺氧

(a) 氧傳感器檢測到的時間-O2生產量圖;

(b) SOSG分析檢測到正常條件下的1O2的生成;

(c) SOSG分析檢測到缺氧條件下的1O2的生成;

(d) 綠色螢光檢測細胞內H2O2的CLSM圖像;

(e) 綠色螢光表示細胞核內HIF-1α在細胞內的表達的CLSM圖像;

(f) 通過CT26型小鼠腫瘤切片評估體內HIF-1α的表達;

(g) 正常條件下的細胞毒性實驗;

(h) 缺氧條件下的細胞毒性實驗;

(i) 用PBS、H4TBP、Hf-TBP或Fe-TBP處理過的,進行光照或非光照射治療的CT26腫瘤生長曲線(N=6)。

圖三、Fe-TBP調解的PDT引起ICD和癌症免疫

療法

(a) 綠色螢光顯示CRT暴露的體內免疫螢光;

(b) 兩側的CT26型腫瘤小鼠模型的原發性腫瘤生長曲線;

(c) 兩側的CT26型腫瘤小鼠模型的遠處腫瘤生長曲線;

(d) CT26腫瘤生長曲線,T細胞或B細胞耗竭;

(e) 在CT26細胞處理後的腫瘤生長曲線圖。N = 6. *P

圖四、腫瘤特異性免疫反應

(a) ELISPOT分析進行檢測IFN-γ產生T細胞;

(b) 腫瘤浸潤的CD45+細胞佔腫瘤總細胞的百分比;

(c) 腫瘤浸潤的CD4+T細胞佔腫瘤總細胞的百分比;

(d) 腫瘤浸潤的CD8+T細胞佔腫瘤總細胞的百分比。n = 5. *P

【小結】

研究採用了一種新的納米金屬有機骨架(nMOF)來克服PDT的腫瘤缺氧,提高腫瘤的免疫治療效果。Fe-TBP結合α-PD-L1治療引發CD4+和CD8+T細胞細胞毒性顯著擴張,滲透到遙遠的腫瘤部位引起遠位的效應。通過提出了一種新的策略,將PDT與ICB結合以引起全身的抗腫瘤免疫效果,為癌症協同免疫治療提供了新思路、新方向。

文獻連結:Nanoscale Metal-Organic Framework Overcomes Hypoxia for Photodynamic Therapy Primed Cancer Immunotherapy(JACS, 2018, DOI: 10.1021/jacs.8b01072)

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