髓系抑制性细胞(MDSCs)是一群髓系来源具有抑制功能的天然免疫细胞,是肿瘤免疫抑制微环境的主要诱因之一,不仅抑制T淋巴细胞介导的抗肿瘤免疫反应,还会直接促进肿瘤的生长和转移。多种细胞因子与其受体联合作用诱导了MDSCs的扩增,募集,和活化。阻断单一特异性受体或细胞因子效果有限,并且会导致代偿性的募集可替代的免疫抑制细胞群。如何通过更加有效且安全的方式实现MDSCs的抑制,同时避免机体的代偿性反应是领域内亟待解决的一大难题。
针对这一问题,中国科学技术大学王育才教授团队设计了一种仿生纳米粒子,不仅能够有效的抑制MDSCs的扩增、募集和活化,还能够避免机体代偿作用,从而有效的缓解免疫抑制微环境,增加肿瘤浸润的T淋巴细胞的数量,增强免疫检查点抑制剂α-PD-1的抗肿瘤治疗效果。该仿生纳米粒子是以可降解高分子聚合物纳米颗粒poly(lactic-co-glycolic acid) polymeric nanoparticles (PLGA NPs)为内核,并以活化的中性粒细胞细胞膜为外壳。仿生纳米粒子继承了中性粒细胞细胞膜表面的受体,并赋予了它吸附细胞因子和粘附血管的能力。其可抑制肿瘤导致的MDSCs在骨髓中的扩增,向外周淋巴器官的和肿瘤组织的募集,以及在肿瘤组织中的活化。
图1. 仿生纳米粒子抑制MDSCs扩增、募集和活化示意图。
该团队利用黑色素瘤(B16F10)和乳腺癌(4T1)荷瘤小鼠模型通过流式细胞仪检测证实仿生纳米粒子可以抑制MDSCs的骨髓扩增,外周淋巴器官和肿瘤的浸润,同时有效的避免机体代偿性反应。肿瘤免疫抑制微环境的缓解增加了T淋巴细胞的肿瘤浸润。
图2. 仿生纳米粒子有效抑制MDSCs的骨髓扩增,肿瘤和外周淋巴器官募集。
图3. 仿生纳米粒子增加T淋巴细胞的肿瘤浸润。
团队通过仿生纳米粒子与免疫检查点抑制剂α-PD-1联合治疗,最终证明仿生纳米粒子对肿瘤免疫抑制微环境的缓解显著增强了免疫检查点抑制剂的治疗效果并延长了荷瘤小鼠的存活时间。
图4. 仿生纳米粒子联合α-PD-1治疗延长荷瘤小鼠生存时间。
该团队利用中性粒细胞和MDSCs表面受体的相似性设计了一个仿生纳米海绵,通过对MDSCs扩增、募集和活化相关细胞因子的吸附,限制了MDSCs的数量和抑制性功能,从而有效的缓解肿瘤免疫抑制微环境,增强T淋巴细胞的肿瘤杀伤作用。该策略为克服目前临床上免疫治疗耐药性提供了新思路。
本研究以Pseudoneutrophil Cytokine Sponges Disrupt Myeloid Expansion and Tumor Trafficking to Improve Cancer Immunotherapy为题发表于Nano Letters,中国科学技术大学为该论文第一单位,博士生李舒雅为文章第一作者,王育才教授为论文通讯作者。本项目得到了国家重点研发项目、国家自然科学基金、中央高校基础研究基金、广东省生物医学工程重点实验室开放项目的资助和支持。
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