大家好，今天与大家分享一篇近期发表在JACS上的文章，题目为A Type I Photosensitizer-Polymersome Boosts Reactive Oxygen Species Generation by Forcing H‑Aggregation for Amplifying STING Immunotherapy。文章的通讯作者是福建师范大学黄维院士、杨震教授和美国国立卫生研究院Albert J. Jin。
干扰素基因刺激物（STING）蛋白激动剂能够通过刺激内在免疫响应来克服癌症的免疫抑制，然而单一STING疗法在临床上会出现由于NK细胞减少导致的肿瘤耐受。而光动力学疗法（PDT）除了能够直接产生氧化应激杀伤癌细胞外，还能引发免疫原性细胞死亡。I型光动力学疗法能够不依赖氧气而产生超氧阴离子和羟基自由基，因此，基于I型光敏剂的聚合物有望递送STING激动剂增强免疫治疗。
图1. 聚合物囊泡促进光敏剂系统间交叉以促进ROS产生和免疫治疗 将基于硫代尼罗蓝（NBS）的I型光敏剂以H聚集的方式排列能够显著提高其ROS产率，如图1所示，本文作者设计了一种聚合物囊泡接枝的NBS（PNBS）使其发生H聚集，并将STING激动剂diABZI封装在其中形成纳米激动剂（PNBS/diABZI），有效递送至肿瘤部位，通过PDT直接杀伤肿瘤以及激活细胞毒性T淋巴细胞与NK细胞达到了更好的癌症治疗效果。 如图2所示，作者通过RAFT聚合制备了N,N-二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸的共聚物，并通过聚合后修饰的方法在羧基上连接了NBS，再通过纳米沉淀的方法将diABZI负载在其中。TEM形貌图和DLS的测定证实了纳米囊泡的成功制备，且AFM形貌图进一步显示囊泡膜的厚度约为4~5 nm。作者对PNBS/diABZI的光学性质表征发现，其比NBS的吸收发生显著蓝移，证实了PNBS的自组装促进了NBS的H聚集，且荧光信号的下降表面表明吸收的光子能量可通过系统间交叉或非辐照途径转移产生ROS或热能。作者利用荧光探针DHE和ABDA检测到纳米囊泡具有更高的超氧阴离子和单线态氧产生效率，且纳米囊泡具有更好的光稳定性。图3. 体外PNBS/diABZI介导的PDT和免疫激活 如图3所示，作者利用超分辨成像技术表征了PNBS/diABZI的细胞摄取和运输，在溶酶体中迅速检测到信号，证实其被快速内吞，且不管是正常条件还是乏氧条件，光照后都能检测到ROS的产生。利用吖啶橙（AO）对溶酶体的完整性进行表征，PNBS/diABZI在光照后无红色信号，证实了溶酶体酸性环境被破坏。通过流式细胞术证实了PDT诱导的细胞凋亡，且对细胞活性的测定也证实光照后的纳米囊泡具有显著的细胞杀伤效果。作者通过免疫染色分析证实了免疫原性细胞死亡中的重要标志物CRT的上调和HMGB1的下调，证实了这种纳米囊泡对免疫治疗的作用。图4. NBS/diABZI纳米囊泡的体外STING激活 如图4所示，作者检测到纳米囊泡对STING和干扰素调节因子3（IRF-3）磷酸化的诱导，以及相关细胞因子的显著升高。此外，作者还检测到CD80和CD86等癌症免疫相关刺激因子的表达增加，证实了纳米囊泡对STING的激活作用。 如图5所示，作者向荷瘤小鼠中静脉注射NBS/diABZI纳米囊泡，并成功监测到其在肿瘤部位的积累，从而可以以此确定PDT的光照时间。在注射后24小时，肿瘤部位的信号仍高于其他器官，证实了纳米囊泡更长的肿瘤滞留。作者对PDT和免疫治疗的共同作用效果进行表征，通过生物发光成像对肿瘤体积的检测证实了纳米囊泡和光照共同施用具有较好的治疗效果，且观察到小鼠存活率的提高。小鼠体重保持平稳证实了纳米囊泡较好的生物安全性。组织形态学染色也证实了NBS/diABZI纳米囊泡在光照后有最好的诱导癌细胞凋亡的效果。图6. NBS/diABZI纳米囊泡促进免疫激活并防止癌症复发和转移 如图6所示，为评估免疫记忆效果，作者在注射7天后收集小鼠脾脏并进行流式细胞术分析。注射纳米囊泡并光照的小鼠具有最多的记忆T细胞以及成熟的树突状细胞。肿瘤微环境存在明显的免疫抑制细胞，而作者检测到注射了纳米囊泡并光照的小鼠肿瘤微环境中M2巨噬细胞和调节性T细胞显著减少以及NK细胞和细胞毒性T细胞的增加，证实了NBS/diABZI介导的PDT和免疫治疗对肿瘤微环境的重塑。此外，作者还检测到各种促炎细胞因子的高表达。为了进一步验证免疫响应的持久性，作者向存活小鼠中再次种瘤，在注射纳米囊泡并光照的小鼠中未检测到肿瘤的复发，证实其防止癌症复发的效果。 综上所述，本文作者设计了一种共价连接了I型光敏剂的聚合物囊泡并用其包封STING激动剂，通过光动力学疗法和免疫疗法的协同提升了肿瘤治疗效果。DOI: 10.1021/jacs.4c09831Link: https://doi.org/10.1021/jacs.4c09831
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