《Materials Today Bio》:Ganoderma lucidum Polysaccharide-Decorated Extracellular Vesicle Enables Synergistical Antitumor Immunotherapy
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本研究针对灵芝多糖(GLP)肿瘤靶向性差的问题,开发了低pH培养基重编程的CT26肿瘤细胞来源细胞外囊泡(LTEV)修饰GLP的纳米生物偶联物GLP@LTEV。该系统通过同源靶向富集于肿瘤组织,重塑免疫抑制微环境,有效抑制皮下肿瘤生长和肺转移,为多糖与纳米囊泡联合肿瘤免疫治疗提供了新策略。
在肿瘤治疗领域,结肠癌(CRC)全球发病率高居第三,其免疫抑制性微环境(TME)是治疗的主要障碍。这一复杂生态系统包含肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)和免疫抑制性调节性T细胞(Tregs)等关键组分,导致免疫细胞浸润不足并对免疫治疗产生抵抗。尽管灵芝多糖(GLP)因其免疫调节活性在抗肿瘤治疗中展现出潜力,能够重编程巨噬细胞向M1表型极化、促进树突状细胞(DC)成熟、激活细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)并抑制Tregs,但其较差的肿瘤靶向能力限制了临床应用。
为解决这一难题,安徽中医药大学中西医结合学院的研究团队在《Materials Today Bio》上发表了一项创新性研究。他们巧妙地将低pH培养基重编程的CT26肿瘤细胞来源的细胞外囊泡(LTEV)与GLP结合,构建了GLP@LTEV纳米系统。这一设计充分利用了LTEV的同源肿瘤靶向能力,使GLP能够特异性地富集于肿瘤部位,从而实现对免疫抑制微环境的有效重塑。
研究采用的关键技术方法包括:通过4-羧基苯硼酸(CPBA)偶联剂将GLP共价连接至LTEV制备GLP@LTEV;利用动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征纳米颗粒特性;建立CT26皮下肿瘤和肺转移小鼠模型评估体内靶向性和疗效;通过流式细胞术分析肿瘤组织中免疫细胞群变化;采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测细胞因子分泌水平。
3.1. GLP@LTEV的制备与表征
研究人员通过CPBA中间偶联剂,将其羧基与LTEV的氨基连接形成CPBA-LTEV,再将GLP的羟基与CPBA的硼酸基团通过硼酸酯键共价连接。表征结果显示GLP@LTEV粒径约为210.1纳米,在PBS中保持良好稳定性,且在酸性条件(pH 6.5)下GLP释放显著,72小时累积释放率达82.2%,表明硼酸酯键在肿瘤微环境中可被切割。
3.2. GLP@LTEV触发体外免疫应答
GLP@LTEV处理可显著促进M2巨噬细胞向M1表型重编程,增加肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)分泌,增强巨噬细胞对CT26肿瘤细胞的吞噬能力。同时,GLP@LTEV有效促进DC成熟(CD11c+CD80+和CD11c+MHC-II+细胞增加),激活CD3+CD8+T细胞增殖,并提升干扰素-γ(IFN-γ)分泌水平。激活的T细胞进一步诱导M2巨噬细胞重编程,形成正向免疫循环。
3.3. GLP@LTEV的体内分布与治疗效果
体内分布实验显示GLP@LTEV在CT26同源肿瘤中富集显著,在双侧肿瘤模型(CT26/4T1)中表现出同源靶向特异性。治疗实验表明,GLP@LTEV能显著抑制CT26皮下肿瘤生长,肿瘤抑制率达80.4%,且对肺转移模型也展现强大治疗效果,肺部转移灶明显减少。
3.4. GLP@LTEV在CT26皮下肿瘤模型中的抗肿瘤免疫应答
流式细胞分析显示,GLP@LTEV处理使肿瘤组织中M1巨噬细胞(CD11b+CD86+)比例升至45.4%,M2巨噬细胞(CD11b+CD206+)降至60.0%,M1/M2比值提高3.4倍。同时促进DC成熟,增加CD3+CD8+T细胞比例(14.0%),降低Tregs比例,CD8+T细胞/Tregs比值显著提升。
3.5. GLP@LTEV在CT26肺转移模型中的治疗效果与免疫应答
在肺转移模型中,GLP@LTEV治疗组肺部转移灶最少,肿瘤抑制率达86.6%。免疫分析显示其能有效调节肿瘤免疫微环境,增加M1巨噬细胞和CD8+T细胞比例,抑制Tregs,证实其强大的免疫激活能力。
该研究成功构建了一种基于LTEV的靶向递送系统,能够有效递送GLP用于协同抗肿瘤治疗。得益于LTEV的同源肿瘤靶向特性,GLP@LTEV在静脉给药后有效富集于肿瘤组织,通过重编程M2巨噬细胞向M1表型、促进DC成熟、激活CTLs以及抑制Tregs,显著逆转免疫抑制微环境。这种纳米系统具有良好的安全性和生物相容性,可轻松适配于其他真菌来源多糖的功能化,为未来临床转化提供了有前景的个性化策略。