《Biomaterials》：Dual-targeted NIR-II AIE theranostic nanoparticles disrupt HNRNPC-driven ITGA1+ myCAFs differentiation and immune evasion in oral squamous cell carcinoma
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本研究揭示HNRNPC通过异常糖酵解和TGF-β信号促进口腔鳞癌进展，并开发近红外-II引导的AIE纳米颗粒（靶向HNRNPC/ITGA1），实现肿瘤及基质协同治疗，抑制小鼠移植瘤并恢复免疫。
王梦琪|顾子月|史宇杰|李圆圆|张佳艺|王梦瑶|王志勇|刘来奎|唐本忠|张明|朱伟文
南京医科大学口腔疾病研究、预防与治疗国家重点实验室培养基地，中国南京210029
摘要
口腔鳞状细胞癌（OSCC）由于其由代谢驱动的侵袭性进展和免疫抑制性的肿瘤微环境（TME）而仍然是一个治疗难题。通过蛋白质组学和转录组学分析，我们发现HNRNPC是一种新的OSCC进展驱动因素，它通过异常糖酵解和TGF-β介导的ITGA1+肌成纤维细胞（myCAFs）分化来直接诱导CD8+ T细胞耗竭。鉴于目前缺乏同时针对肿瘤和基质成分的策略，我们设计了一种治疗策略：近红外-II（NIR-II）成像引导的聚集诱导发光纳米粒子（AIE NPs），这些纳米粒子与针对HNRNPC和ITGA1的抗体双偶联（NPs-H-I）。利用分子实验、单核测序（snRNA-seq）、异种移植模型和临床标本的研究证实，HNRNPC高表达的OSCC中富含ITGA1+ myCAFs，并且CD8+ T细胞耗竭，这与患者预后不良相关。开发的NPs-H-I在肿瘤中具有特异性积累，能够实现精确的NIR-II成像。在808 nm激光照射下，NPs-H-I能够引发强烈的光动力疗法（PDT），选择性地消除HNRNPC高表达的肿瘤细胞和ITGA1+ myCAFs，从而显著抑制肿瘤生长并恢复小鼠模型中的抗肿瘤免疫力。我们的工作不仅揭示了HNRNPC-ITGA1轴作为OSCC中一个新的代谢-免疫检查点，还建立了一个多功能且可转化的精准医疗平台，能够破坏这一通路以实现有效的联合治疗。
引言
口腔鳞状细胞癌（OSCC）是最常见的口腔恶性肿瘤，具有高发病率和死亡率。虽然手术对早期疾病有效[1]，但主要的临床挑战——频繁的局部侵袭、复发和治疗抵抗性——凸显了现有疗法的局限性[2]、[3]。因此，迫切需要开发更有效的治疗方法，而这必须基于对OSCC发病机制的深入理解。异常的能量代谢是癌症的特征之一，也是侵袭和转移的已知驱动因素[4]。肿瘤细胞会重新调节其代谢，通常偏好糖酵解而非氧化磷酸化，以支持快速增殖[5]、[6]、[7]。我们之前的工作将lncRNA CYTOR定位为OSCC进展中线粒体呼吸和糖酵解的调节因子[8]。值得注意的是，质谱分析发现异质核核糖核蛋白C（HNRNPC）是CYTOR的关键相互作用蛋白，使其成为OSCC转移的一个有力候选调节因子。然而，HNRNPC影响肿瘤细胞代谢和恶性进展的精确机制仍不清楚。
至关重要的是，肿瘤细胞的代谢并非孤立存在，而是深刻地塑造了免疫抑制性的肿瘤微环境（TME）[9]，即细胞外基质中的基质细胞和免疫细胞组成的复杂网络[10]。像乳酸这样的代谢副产物可以直接损害CD8+ T细胞的功能[11]，而糖酵解型肿瘤可以通过G-CSF和GM-CSF等因子调节髓源性抑制细胞（MDSCs）[12]。此外，肿瘤衍生的旁分泌信号可以重新编程基质纤维细胞，促进促肿瘤状态[13]。在基质成分中，癌症相关纤维细胞（CAFs）起着关键作用[14]。它们通过整合素介导的ECM重塑促进侵袭和转移[15]。其中，肌成纤维细胞（myCAFs）通过α-SMA表达驱动ECM纤维化和沉积[16]、[17]。它们的分化受到TGF-β的严格调控[18]，这种细胞因子的激活通常由myCAFs上表达的特定整合素（如ITGA1）增强——形成了一个免疫抑制和ECM重塑的正反馈循环[19]、[20]。在OSCC中，myCAFs已知会诱导CD8+ T细胞耗竭，从而削弱抗肿瘤免疫力[21]、[22]、[23]、[24]。尽管有这些发现，但将致癌代谢驱动因子（如HNRNPC）与ITGA1+ myCAFs程序的具体调控以及由此产生的免疫逃逸直接联系起来的机制仍是一个未探索的领域。
这种异质性突显了单一靶向方法的局限性，需要能够同时针对肿瘤和基质成分的创新策略。双重靶向疗法通过协同的肿瘤-基质共靶向、消除异质细胞亚群以及通过逐步靶向机制增强药物渗透性，提供了一种更优的方法。纳米粒子（NPs）为这类策略提供了理想的平台。光动力疗法（PDT）是这些平台的有效组成部分，具有时空可控性、低侵入性、低全身抗性风险，以及同时破坏肿瘤细胞、血管和激活抗肿瘤免疫的独特能力[25]。然而，传统的光敏剂受到聚集引起的淬灭和较差的组织渗透性的困扰。相比之下，聚集诱导发光（AIE）材料通过保持聚集状态下的高荧光和活性氧（ROS）生成克服了这些限制。它们的可调设计允许NIR-II发射，从而实现更深的渗透和更高的精度[26]、[27]。这种多功能性使AIE材料成为构建复杂双重靶向纳米平台的理想选择，能够对TME进行多维度攻击。
本研究证实，HNRNPC通过重新编程肿瘤代谢来创造一个富含ITGA1+ myCAFs的免疫抑制性微环境，最终导致CD8+ T细胞耗竭。为了利用这一机制进行治疗，我们开发了双重靶向的AIE NPs-H-I，这些纳米粒子能够特异性地定位到HNRNPC高表达的肿瘤细胞和ITGA1+ myCAFs，如图1所示。在NIR-II成像引导下，这些纳米粒子在808 nm激光照射下产生大量ROS，有效消除了目标细胞群。这种靶向干预破坏了病理性基质-肿瘤相互作用，从而在体内显著抑制了肿瘤进展并恢复了抗肿瘤免疫力。
材料
高葡萄糖Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM）、胎牛血清（FBS）、无角质形成细胞血清培养基（KSFM）和青霉素-链霉素（P/S）均购自Gibco（美国）。Western blot、免疫组化（IHC）和多重免疫组化（mIHC）所用抗体列在补充表1-3中。Seahorse XF糖酵解应激测试试剂盒和线粒体应激测试试剂盒来自Agilent Technologies（美国）。Matrigel基质和Transwell孔板来自
HNRNPC促进OSCC的迁移和侵袭，同时扰乱其能量代谢
正如我们之前基于质谱的蛋白质组学分析所发现的，HNRNPC是与OSCC能量代谢紊乱相关的显著差异蛋白[8]，我们进一步通过shRNA诱导HNRNPC敲低（KD）的HN6细胞进行批量转录组测序，以研究其在癌症发展中的可能作用。该分析检测到609个显著上调的基因和571个下调的基因，与RNA随机对照细胞相比（图1A）。基因集
结论
本研究不仅揭示了OSCC中一个新的HNRNPC驱动的代谢-免疫轴——其中上调的糖酵解增强了TGF-β的分泌，促进了ITGA1+ myCAFs的分化以及随后的CD8+ T细胞耗竭——还提供了一种创新的治疗方案来破坏这一通路。我们开发了一种基于AIE的双重靶向纳米平台，能够同时靶向HNRNPC高表达的肿瘤细胞和ITGA1+ myCAFs，从而克服了单一靶向方法的局限性。
CRediT作者贡献声明
王志勇：监督、概念设计。王梦瑶：资源提供、实验研究。唐本忠：写作——审稿与编辑、监督、项目管理、资金获取、概念设计。刘来奎：写作——审稿与编辑、监督、项目管理、资金获取、概念设计。张佳艺：资源提供、实验研究。李圆圆：方法学设计、实验研究。史宇杰：方法学设计、实验研究。朱伟文：写作——审稿与编辑、监督，
竞争利益声明
作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（NSFC，项目编号82372997；项目编号82303307；项目编号52333007）、江苏省自然科学基金（项目编号BK20230306；项目编号BK20240513）、江苏省卫生健康委员会的研究项目（项目编号H2023149）以及江苏省口腔疾病重点实验室资助的开放研究项目（JSKLOD-KF-2301）和国家重点研发计划（项目编号2023YFB3810001）的支持。
