《Acta Biomaterialia》：Absorbable microspheres co-delivering HIF-1α inhibitor augment transarterial chemoembolization by reversing tumor hypoxia and immunosuppression
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肝细胞癌吸水微球联合HIF-1抑制剂与化疗药增强TACE疗效研究。摘要显示可降解微球体实现1分钟内高效双药负载，持续8周释放，逆转肿瘤缺氧并增强免疫原性细胞死亡，促进树突状细胞成熟和炎症因子分泌，在小鼠模型中完全消退70%肿瘤，在兔模型中有效阻断血管生成。
郭家坤|黄金涛|王燕|孙娟|刘尚|邓超|卢建|钟志远
生物医学聚合物实验室，江苏省先进功能性聚合物材料重点实验室，苏州大学化学、化学工程与材料科学学院，放射医学与防护国家重点实验室，中国苏州215123
摘要
经动脉化疗栓塞（TACE）是治疗不可切除肝细胞癌（HCC）的主要方法。然而，其临床疗效受到肿瘤微环境缺氧和免疫抑制的挑战。本研究报道了一种可吸收微球（Asphere），该微球能够持续释放缺氧诱导因子1（HIF-1）抑制剂吖啶黄（ACF），有效逆转肿瘤缺氧并增强晚期HCC的TACE治疗效果。有趣的是，Asphere能够在1分钟内实现表阿霉素（EPI）和ACF的近乎定量装载，并在8周内持续释放这两种药物。装载EPI/ACF的Asphere（EA@Asphere）在缺氧条件下显著抑制与缺氧相关的蛋白质，并促进HCC细胞的免疫性死亡，进而触发树突状细胞（DCs）的成熟和促炎细胞因子的分泌。在H22小鼠肝癌模型中，EA@Asphere显著增强了DCs的成熟、CD8+ T细胞的浸润以及巨噬细胞从M2型向M1型的极化，在7只小鼠中有2只实现了肿瘤完全消退。EA@Asphere还在兔子的原位VX2肝癌模型中阻断了肿瘤血管，缓解了缺氧，并抑制了肿瘤进展和转移。因此，Asphere协同释放HIF-1抑制剂在增强晚期HCC的TACE治疗方面具有重要的转化潜力。
意义声明
本研究提出了一种通过可吸收微球（Asphere）协同释放HIF-1抑制剂吖啶黄（ACF）和表阿霉素（EPI）来增强经动脉化疗栓塞（TACE）治疗晚期肝细胞癌（HCC）的方法。Asphere实现了快速的双药装载、8周的持续释放，并同时逆转了缺氧和免疫抑制，解决了当前TACE治疗的关键问题。临床前研究表明，EA@Asphere显著抑制了与缺氧相关的蛋白质表达，增强了免疫性细胞死亡，促进了树突状细胞的成熟，并重塑了肿瘤微环境，有效抑制了肿瘤进展和转移。这些发现为改善晚期HCC的临床疗效提供了变革潜力，对肿瘤学和药物递送领域的研究人员和临床医生具有广泛的意义。
引言
经动脉化疗栓塞（TACE）已成为治疗中度至晚期肝细胞癌（HCC）的主要微创干预手段[1,2]。该技术通过将载药栓塞剂靶向注入肿瘤供血动脉，实现了局部化疗和动脉栓塞的双重治疗效果。虽然TACE通过缺血和细胞毒性策略有效诱导肿瘤坏死[3,4]，但也加剧了肿瘤内的缺氧[3,4]。由此产生的缺氧微环境激活了缺氧诱导因子（HIFs），触发包括血管内皮生长因子（VEGF）在内的转移相关基因的转录上调，从而促进新血管生成[5],[6],[7]。同时，缺氧通过抑制树突状细胞（DCs）的活化、使巨噬细胞向M2型极化以及扩增髓系来源的抑制细胞（MDSCs），共同形成了免疫抑制的肿瘤微环境（TME）[8],[9],[10]。这种由缺氧驱动的促血管生成信号传导和免疫逃逸机制严重促进了TACE后的肿瘤复发和转移，最终导致治疗失败[11],[12],[13]。
为应对缺氧相关挑战，已经开发了几种治疗方法，包括补充氧气、抗血管生成调节和HIF通路阻断[14],[15],[16],[17]。尽管局部氧气生成器能够实现肿瘤特异性供氧[18,19]，但由于肿瘤区域的高间质压力和缺乏长期氧气供应，其临床效果仍有限。经过临床验证的抗血管生成药物（如贝伐单抗、索拉非尼、仑伐替尼）通过破坏缺氧驱动的血管生成级联反应显示出显著的抗癌效果，成为晚期HCC的一线治疗药物[20,21]。然而，抗血管生成治疗主要针对缺氧的下游效应器，而非其分子驱动因素。HIF-1是肿瘤治疗的关键靶点，它调节机体对缺氧的适应性反应，在肿瘤进展中起关键作用[7,22]。最新研究表明，HIF抑制剂通过有效抑制肿瘤血管生成来增强TACE的效果[23,24]。然而，对HIF抑制剂释放的控制不够理想以及肿瘤免疫抑制微环境的调节不足，限制了其临床应用。
在本研究中，我们设计了可吸收微球（Asphere），用于持续释放缺氧诱导因子1α（HIF-1α）抑制剂吖啶黄（ACF），以通过逆转肿瘤缺氧和免疫抑制来增强晚期HCC的TACE疗效（图1）。与之前开发的肿瘤血管适应性、粘附性和可吸收微球[25]不同，Asphere采用更高浓度的透明质酸衍生物（100 mg/mL vs 45 mg/mL）制备，具有更强的静电和氢键相互作用以及优异的生物降解性，从而实现ACF和化疗药物（如表阿霉素（EPI）的有效封装和持续释放。ACF作为HIF-1α/β二聚体的抑制剂，通过下调VEGF来抑制血管生成[26],[27],[28]。虽然TACE能够诱导免疫性细胞死亡（ICD），促进肿瘤抗原呈递和T细胞浸润[29,30]，但抗肿瘤免疫常被HCC驱动的免疫抑制和缺氧加剧的TME所抵消，最终导致肿瘤复发和转移[31],[32],[33]。装载EPI/ACF的Asphere（EA@Asphere）系统通过强大的肿瘤血管阻塞、化疗细胞毒性、ICD生成、缺氧缓解和免疫抑制逆转，实现了综合治疗效果，成为抑制HCC进展和转移的有效策略。
材料
透明质酸（HA，分子量：9.0 kDa）购自Bloomage Biotechnology Co., Ltd.（中国山东）。Irgacure 2959（I2959）购自Sigma-Aldrich。矿物油、Span 80和表阿霉素（EPI）购自Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.（中国上海）。透明质酸酶（HAase）购自Macklin Biochemical Technology Co., Ltd.（中国上海）。吖啶黄（ACF）和HIF-1α抗体（目录号HY-P80704）购自MCE。
EA@Asphere的构建
基于透明质酸甲基丙烯酸酯衍生物（HA-g-AMA）的Asphere是通过微流控技术和光引发的自由基聚合制备的，类似于我们之前的研究[25,34,36]。值得注意的是，在较高浓度的HA-g-AMA下，尺寸均匀性受到影响，120 mg/mL时的变异系数（CV）超过10%；而60–100 mg/mL的配方表现出更好的稳定性，平均直径为
结论
我们开发了Asphere系统，通过持续释放HIF-1抑制剂ACF来增强晚期HCC的TACE疗效，从而逆转肿瘤缺氧和免疫抑制。利用药物与微球之间的强离子键和氢键，EA@Asphere在1分钟内实现了超过99%的双药装载，并在8周内持续释放EPI和ACF。在缺氧条件下，EA@Asphere有效抑制了与缺氧相关的基因和蛋白质（如HIF-1α和VEGF），同时
作者贡献声明
郭家坤：撰写初稿、验证、方法学设计、实验研究、数据分析、数据整理。
黄金涛：验证、方法学设计。
王燕：方法学设计、实验研究。
孙娟：方法学设计、实验研究。
刘尚：方法学设计、实验研究。
邓超卢建：方法学设计、实验研究、概念构思。
钟志远：撰写、审稿与编辑、方法学设计。
