Advanced Materials:手性纳米佐剂的肿瘤免疫学效应

手性是自然界的一个重要特征,手性材料与有机生命体之间的相互作用近年来引发了广泛的关注。已有研究表明生物体对手性具有一定的偏好性,这种选择性会进一步影响机体的生物学效应。因此,如何利用材料的手性特性调控机体的生物学效应具有重要的研究意义。有研究表明,手性材料能够诱导机体产生差异性的免疫学效应1,基于此,江南大学孙茂忠课题组进一步研究了手性材料作为佐剂是否能发挥肿瘤免疫治疗及预防的功效。

江南大学孙茂忠团队通过光合成方法制备了g值高达0.44的强手性金纳米粒子,其作为佐剂能够引起机体差异性的免疫响应(图1)。

图1手性纳米佐剂制备方法及其表征

首先,在EG7.OVA荷瘤小鼠模型中,通过三次皮下免疫小鼠,手性免疫佐剂展现出了抑制肿瘤生长的功能,其中L型免疫佐剂能够完全抑制肿瘤的生长(图2)。

图2 手性纳米佐剂对荷瘤小鼠的肿瘤治疗效果

其次,研究人员也评估了该手性免疫佐剂是否能够预防肿瘤生长,即先免疫小鼠,然后接种肿瘤细胞,结果表明L型免疫佐剂能够很好的预防肿瘤生长(图3)。

图3 手性纳米佐剂预防肿瘤生长的效果

基于以上实验结果,研究人员进一步研究了手性免疫佐剂发挥肿瘤治疗及预防功效的机制(图4)。结果表明,材料与树突细胞之间的相互作用力与手性相关,L型材料与树突细胞的作用力更强,因此能更有效的促进树突细胞的活化,进而活化对肿瘤免疫治疗至关重要的CD8 T细胞以及自然杀伤细胞(NK)。通过对小鼠肿瘤组织中CD8 T细胞以及NK细胞的浸润情况、活化程度以及杀伤能力的评估,发现L型材料能够促进CD8+ T细胞在肿瘤部位的浸润并增强其活性,使其能更好的特异性杀伤肿瘤细胞,同时也能促进NK细胞的活化,使其高表达NKG2D,分泌大量的颗粒酶B及穿孔素,提升其杀伤活性。因此,左手性免疫佐剂能引发机体更强的免疫效应以对抗以及预防肿瘤的生长,延长生命体的存活时间,并且不引起机体的毒副作用。该研究为手性材料在肿瘤免疫治疗中的应用提供了新的方向。

参考文献:

Xu, L. et al. Enantiomer-dependent immunological response to chiral nanoparticles. Nature 601, 366-373, doi:10.1038/s41586-021-04243-2 (2022)

论文信息:

The development of chiral nanoparticles to target NK cells and CD8+ T cells for cancer immunotherapy

Weiwei Wang, Jing Zhao, Changlong Hao, Shudong Hu, Chen Chen, Yi Cao, Zhengyu Xu, Jun Guo, Liguang Xu, Maozhong Sun*, Chuanlai Xu, Hua Kuang

Advanced Materials

DOI: 10.1002/adma.202109354

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202109354