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孟幻/李玉婧/尉然 Adv. Mater: 序贯响应型水凝胶重编程成纤维细胞增敏骨肉瘤免疫治疗
2023-12-23  来源:高分子科技

  T 细胞在肿瘤组织内的有效浸润是免疫治疗发挥作用的首要条件。肿瘤相关成纤维细胞(CAFs)是骨肉瘤微环境中重要的组成部分,能分泌大量细胞外基质及细胞因子,在减少药物生物利用度和抑制肿瘤免疫应答中具有关键作用。然而,直接消除 CAFs 存在诱发肿瘤转移的风险,静息 CAFs 的激活状态是提升肿瘤免疫应答的潜在的治疗方式。通过原位重编程肿瘤微环境中 CAFs的表型,增加效应 细胞在肿瘤组织的浸润,有望与肿瘤免疫原性死亡(ICD)诱导剂及 PD-1 抗体达到协同增强肿瘤免疫治疗的目。值得一提的是,精准调节瘤内微环境可以体现在时序上,即:先启动肿瘤免疫友好型肿瘤微环境(prime the tumor microenvironment),再诱发ICD,可能存在一定优势。


  已有研究表明,NOX依赖的氧化还原信号通路是诱导器官纤维化的关键机制之一。其中NOX4不仅可以作为TGF-β调节纤维化过程的下游信号直接影响纤维化过程,而且可以以一种反馈的形式调节TGF-β/Smad信号通路,间接促进纤维化过程,对调控肿瘤的免疫耐受具有重要的作用。GKT137831作为一种代表性的NOX4抑制剂(Nox4 inhibitor, Nox4i),是目前获得美国食品药品监督管理局(FDA)和欧洲药品管理局(EMA)批准用于包括硬皮病在内的多种纤维化疾病治疗的孤儿药,可将活化的CAFs正常化为静止状态的成纤维细胞,有效减少纤维组织异常生长。



  近日,国家纳米科学中心孟幻研究员团队与北京理工大学李玉婧/陈煜教授团队、北京大学人民医院尉然副主任医师合作构建了一种序贯响应的可注射水凝胶递药系统,并成功应用于原位重编程肿瘤相关成纤维细胞增敏骨肉瘤的免疫治疗。研究性论文以“Synergistic Chemoimmunotherapy Augmentation via Sequential Nanocomposite Hydrogel-Mediated Reprogramming of Cancer-Associated Fibroblasts in Osteosarcoma”为题发表于国际顶级期刊Advanced Materials。国家纳米科学中心孟幻研究员与北京理工大学李玉婧、北京大学人民医院尉然为共同通讯作者,国家纳米科学中心和北京理工大学联合培养博士生王慧为第一作者。 研究团队前期获取的骨肉瘤病人组织样本结果提示,骨肉瘤内存在大量的CAFs,纤维化程度较高。进一步基于TARGET‐OS数据库获取的骨肉瘤转录组数据进行分析,结果表明高表达NOX4的骨肉瘤患者的总生存期明显低于低表达NOX4的患者,明确了NOX4与骨肉瘤患者不良预后的相关性。为了进一步克服骨肉瘤的异质性,结合骨肉瘤一线治疗药物阿霉素对肿瘤细胞的杀伤与诱导肿瘤细胞发生免疫原性死亡克服肿瘤异质性的能力,研究团队提出瘤内分级递送的策略,发展了一种包载NOX4抑制剂和阿霉素脂质体的序贯响应的羧甲基壳聚糖(CMCS)/四壁聚乙二醇琥珀酰亚胺戊二酸酯的可注射水凝胶。该成果实现了NOX4抑制剂和阿霉素脂质体的时序递送,首先逆转CAFs激活表型,改善肿瘤纤维化程度,随后阿霉素脂质体作用于肿瘤细胞,诱导肿瘤细胞免疫原性死亡,进一步促进招募的效应T细胞在肿瘤组织的有效浸润,有效抑制骨肉瘤皮下和原位肿瘤的生长。本研究也为骨肉瘤免疫治疗策略的开发和临床转化提供新思路。 


序贯响应型水凝胶重编程肿瘤相关成纤维细胞增敏骨肉瘤治疗的示意图


  上述研究工作获得了国家重点研发计划纳米前沿重点专项、国家自然科学基金、北京理工大学青年学术启动计划、北京大学人民医院研究与发展基金及中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等项目的支持。


  全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202309591

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(责任编辑:xu)
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