《Inorganic Chemistry Communications》：Functionalized graphene oxide nanoplatform for synergistic photothermal-immunotherapy via targeted si
PD-L1 delivery in triple-negative breast Cancer
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基于石墨烯氧化物的靶向递送系统通过结合siPD-L1沉默和808 nm激光光热效应，实现免疫协同治疗，显著抑制三阴性乳腺癌肿瘤生长并增强T细胞浸润。
作者：史美娟、朱慧瑞、王一杰、郭玉萌、王玉瑶、王宏琴、王娜、龚涛、郭睿
单位：山西医科大学基础医学院生物化学与分子生物学系，太原 030001，中国
摘要
氧化石墨烯（GO）纳米结构能够实现抗癌药物/基因的精准肿瘤递送，提高生物利用度并支持光热肿瘤消融。然而，现有研究主要集中在单一肿瘤靶向策略上，因此亟需探索具有广谱抗肿瘤效果的基于GO的纳米递送平台。本研究提出了一种简便且环保的合成方法，制备了GO纳米结构（GO-PEG-PEI-FA，简称GPPF），用于靶向递送siPD-L1并进行光热免疫疗法治疗癌症。GPPF能够被MDA-MB-231、HCT116和A2780细胞选择性内化，随后逃逸到溶酶体并使PD-L1基因表达下调约69%。在808 nm激光照射下，40 μg/ml的GPPF分别使三种癌细胞的存活率降低了22.91%、27.31%和60.06%。光热效应促进了ROS的生成，从而诱导肿瘤细胞的免疫性死亡。无论是单独使用GPPF/siPD-L1，还是与光疗结合使用，均显著抑制了三阴性乳腺癌肿瘤的生长，并增强了细胞毒性T淋巴细胞的浸润。本研究为设计结合光热疗法和免疫疗法的基于GO的平台提供了见解，特别是针对三阴性乳腺癌。
引言
癌症是全球第二大死亡原因，现有疗法面临药物/放射抵抗和免疫逃逸等挑战，导致治疗效果不佳[1]。纳米医学通过增强渗透性和滞留效应（EPR）以及配体介导的策略实现肿瘤靶向递送，减少治疗剂量同时延长药物在肿瘤中的滞留时间，提高治疗效果并降低毒性。氧化石墨烯（GO）作为一种纳米载体，因其优异的水溶性、较大的表面积、高强度和可定制的表面特性而备受青睐。与化疗药物结合使用时，GO可延长药物半衰期并提高生物利用度[2]。GO通过与核酸结合，增强基因递送效率并抑制目标基因表达[3][4]。此外，GO还能促进光热疗法（PTT），提高治疗敏感性[5][6]，同时激活先天性和适应性免疫系统，从而抑制肿瘤发生[7]。
免疫疗法是癌症治疗领域的重要进展，对原发/转移性肿瘤及复发预防均有效[1][8][9]。然而，其治疗效果受到肿瘤免疫逃逸的显著限制，尤其是通过程序性死亡配体1（PD-L1）/程序性死亡受体1（PD-1）轴。PD-L1在多种实体瘤（包括非小细胞肺癌、胰腺癌、卵巢癌、乳腺癌、结直肠癌和血液系统恶性肿瘤）中过度表达，与T细胞上的PD-1结合以维持恶性增殖[10][11]。最新研究表明，PD-L1可被肿瘤细胞以可溶形式分泌到肿瘤微环境中，从而削弱抗体疗法的效果，并与不良预后相关[12][13]，这表明免疫检查点抑制可能是提高治疗效果的更优策略。小干扰RNA（siRNA）是RNA干扰（RNAi）中最成熟的基因表达调控工具，可在mRNA水平有效抑制基因表达。然而，其在癌症治疗中的疗效受到多种限制，包括系统循环中的酶降解、膜不透性、在靶组织中的积累不足以及脱靶效应[14]。利用同时具备EPR效应和主动靶向策略的纳米颗粒可以有效克服这些限制。GO纳米载体凭借其出色的递送能力，实现了RNAi分子的精准肿瘤靶向递送，为增强基因治疗提供了有前景的方法[3][4][15]。
GO不仅增强了肿瘤细胞的摄取能力，还展示了将基因递送与PTT结合用于肿瘤消融的显著潜力[16][17]。本文报道了一种简单且环保的合成方法[18][19][20][21]，用于制备基于GO的纳米载体（GO-PEG-PEI-FA），以主动靶向递送siPD-L1至肿瘤细胞。GPPF通过室温下的单步水相合成法制备，核酸吸附通过静电相互作用实现。该系统通过阻断PD-1/PD-L1轴激活T细胞反应，并实现协同光热效应，在多种肿瘤细胞类型中表现出强烈的抑制作用。尽管在肿瘤学应用的纳米载体开发方面取得了显著进展，但目前研究仍主要集中在单一靶向策略上，因此亟需开发具有广谱抗肿瘤效果的纳米递送平台。GPPF/siPD-L1纳米载体为开发结合纳米材料工程与RNA干扰疗法的通用抗肿瘤策略提供了理论基础。
材料
氧化石墨烯（GO）、氢氧化钠（NaOH）、叶酸（FA）、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）和1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺（EDCI）为分析级试剂，购自Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.（上海，中国）。聚乙烯亚胺（PEI）和聚乙二醇（PEG）购自Macklin Biochemical Co., Ltd.（上海，中国）。siPD-L1-FAM由Haixing Biosciences（苏州，中国）合成。其他试剂购自Beyotime Biotechnology Co., Ltd.（上海）。
GPPF的合成与表征
氧化石墨烯（GO）呈光滑的片状层状结构（图1a），修饰后表面出现更多皱纹（图1b），高度低于34 nm（图1c），而GPPF的流体动力学直径增加到253.9 nm（图1g）。GPPF纳米片表面富含羟基（-OH）、环氧基（-O）和羧基（-COOH）。这些极性基团可与水分子形成强氢键网络[22][23]。通过共价接枝PEG、PEI和FA，
结论
本研究采用绿色经济的方法制备了基于氧化石墨烯的GPPF纳米载体。GPPF具有良好的生物相容性，能够通过叶酸受体介导的机制主动靶向多种肿瘤细胞。GPPF有效递送siPD-L1，缓解肿瘤免疫抑制，促进CD4+和CD8+ T细胞浸润到肿瘤组织中，从而增强免疫治疗效果。
作者贡献声明
史美娟：撰写 – 审稿与编辑、原始稿撰写、方法学设计、数据整理、概念构思。
朱慧瑞：撰写 – 审稿与编辑、验证、实验设计。
王一杰：验证、方法学设计、实验设计、概念构思。
郭玉萌：实验设计。
王玉瑶：资金获取。
王宏琴：验证、实验设计、资金获取。
龚涛：原始稿撰写、验证、方法学设计。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢以下机构的财政支持：中国国家自然科学基金（项目编号：82370304，资助对象：Y.W.）、山西省青年科学家自然科学基金（项目编号：202403021212191，资助对象：N.W.）、中央政府地方科技发展引导基金（项目编号：YDZJSX2025D062，资助对象：Y.W.）、山西省高等教育“百千万工程”科技引导项目（项目编号：BYJL043和BYJL035，资助对象：R.G.）以及关键实验室开放基金。
史美娟
史美娟出生于中国，目前是山西医科大学的博士候选人，专注于纳米生物材料与癌症治疗的交叉领域。在研究过程中，她作为共同作者参与了多篇学术论文的撰写，这些论文探讨了纳米材料介导的光热-化疗的协同抗肿瘤效果，为相关领域提供了宝贵的见解。
