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碳酸钙用于免疫抑制肿瘤微环境增强放疗

   肿瘤微环境 Tumor Microenvironment (TME) 主要由肿瘤细胞及其周围的免疫和炎症细胞、肿瘤相关的成纤维细胞和附近的间质组织、微血管以及各种细胞因子和趋化因子构成,是一个复杂的综合系统。当放射治疗对TME进行重塑时,它可以通过高能电离辐射产生活性氧,从而诱导癌细胞的死亡;也可以通过远位效应来抑制转移性肿瘤的生长。然而,癌细胞糖酵解异常活跃使乳酸大量积累,其随后与功能失调的淋巴引流系统共同作用,导致TME酸化;另外,为适应肿瘤快速生长,微环境中与消耗营养物相关的胞外酶如吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO-1)高水平表达,使免疫抑制代谢物质不断生成。两者共同作用使放射治疗的效果大大降低。
     苏州大学功能纳米与软物质研究院等机构的研究人员发表在
Advanced Materials上的最新研究“Coordination Polymer-Coated CaCO3 Reinforces Radiotherapy By Reprogramming The Immunosuppressive Metabolic Microenvironment
报道了一种基于重编程免疫抑制代谢微环境来增强放射治疗效果的方法,制备出了一种具有空心结构、pH响应型的纳米药物(AIM NPs)。该药物可以有效被小鼠CT26细胞吞噬,且不会造成细胞活性明显下降;呈现出较长的血液循环时间、有效的肿瘤积累,表现出极好的体内药物代谢动力学特;同时实现了肿瘤酸性中和和免疫抑制代谢物质kyn的消除。
     因为TME酸化与
kyn升高时免疫抑制主要机制,研究制备AIM NPs时选用能快速中和质子,具有生物相容性的CaCO3来中和TME酸性;利用四甲基唑咪(4PI)来减弱IDO-1介导kyn生成的活性,同时4PI具有能与多种不同的过渡金属离子高配位亲和性,与Zn2+配位后,有效提高纳米药物中4PI装载量,进一步增强抑制IDO-1活性作用效果。然后通过表面保护刻蚀技术利用4PI-Zn配位聚合物包覆CaCO3。将纳米药物注入小鼠CT26、4T1肿瘤的实验过程中,通过其对TME酸性的中和以及对kyn生成的抑制效果来评估药物对TME的调节效能。再利用注射纳米药物与X射线协同作用,评估联合治疗对转移性肿瘤的抑制效果以及激起免疫记忆反应的能力,实验中联合治疗不仅可以有效抑制原发性肿瘤的生长、不产生明显副作用,并且对转移性肿瘤的抑制作用效果明显。当经联合治疗治愈后的小鼠再次接种肿瘤时,该小鼠还可以通过激起强大的免疫记忆反应来预防肿瘤的复发。
     科学研究与临床实验已经证实通过重编程免疫抑制代谢微环境可以增强癌症治疗效果。该研究制备的AIM NPs是一种通过协同诱导抗肿瘤免疫来增强放疗的有效策略,使用具有高度生物相容性的AIM NPs应用于未来的临床肿瘤治疗前景广阔。


QYIMAMSC JY HE编报)


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