文獻發(fā)表:缺陷工程化納米酶用于靶向NIR-II光熱免疫治療
《Advanced Materials》（IF=32.1）近日在線發(fā)表了新加坡南洋理工大學趙彥利教授團隊的研究成果，文章的標題為“A Defect-Engineered Nanozyme for Targeted NIR-II Photothermal Immunotherapy of Cancer”，該論文采用缺陷工程的方法設計研發(fā)了具有本征缺陷氧空位（OVs），且用腫瘤細胞膜包裹的納米酶，并將其用于近紅外二區(qū)(NIR-II)光熱免疫治療。該研究旨在通過利用缺陷工程學的優(yōu)勢，闡明了一種制備細胞膜偽裝納米酶的通用策略，用于腫瘤的靶向光熱免疫治療。
文章重點
不同類型的癌癥都有著共同特征，既是持續(xù)且過量的產(chǎn)生自由基，這是由于癌細胞快速增殖和繁殖所產(chǎn)生的，其種類包括超氧化物(O2-)、過氧化氫(H2O2)、羥基自由基(-OH)和脂質過氧化氫(LOOH)等。與正常細胞相比，高濃度的自由基使腫瘤細胞本身更容易受到氧化誘導；同時腫瘤微環(huán)境中自由基水平的升高，可以阻礙T細胞的增殖；腫瘤微環(huán)境周圍的非腫瘤細胞同樣可以產(chǎn)生額外的炎癥介質和自由基，并抑制T細胞的滲透，總的來說，免疫抑制的腫瘤微環(huán)境由此被建立起來了，在抑制腫瘤免疫和治療反應的同時又加速腫瘤細胞的轉移。因此合理利用癌細胞自身產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物自由基，反過來治療腫瘤，已成為仿生納米酶研究的重點。
圖1：CMO-R@4T1介導的靶向NIR-II光熱免疫治療方案。
a）CMO-R@4T1的制備；
b）CMO-R@4T1促進的靶向NIR-II光熱免疫治療的抗腫瘤免疫反應機制示意圖
金屬氧化物納米酶中存在氧空位（OVs）時其氧化物費米能級向上移動，在帶隙中出現(xiàn)缺陷能級進而減少能帶寬度，提高光吸收性能和催化性能。本研究中的納米酶（CMO-R@4T1）采用的是以銅摻雜的氧化鉬納MoOx(CMO)米粒子為核心，同時包裹著腫瘤細胞來源的融合膜，膜中固定有免疫刺激劑。經(jīng)過實驗研究，該納米酶具有多酶模擬能力，可以模擬過氧化物酶(POD)、氧化物酶(OXD)和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)氧化物酶，并于相應的底物產(chǎn)生高效的級聯(lián)反應。此外，銅摻雜MoOx納米酶在第二近紅外(NIR-II)生物窗口中具有缺陷誘導的表面等離子體共振(SPR)效應，具有高效的光熱性能，在NIR-II激光照射的輔助下，該納米酶可以破壞腫瘤內的氧化還原和代謝動態(tài)平衡，顯著提高治療效率。
圖 2. CMO納米酶的相關的理學性質測試。
圖3：CMO-R@4T1體外光熱介導的免疫治療。
圖4：CMO-R@4T1的體內NIR-II光熱免疫治療，
a）尾靜脈注射后的光聲成像；d）1064 nm激光照射下的熱像圖。
圖5：CMO-R@4T1的體內 NIR-II 光熱免疫療法后相關淋巴和脾臟中相應的免疫細胞的分析。
總的來說，該納米酶除了可以促進部位腫瘤的聚集外，還可以與自由基反應產(chǎn)生活性氧，以此減弱癌細胞的抗氧化機制來對腫瘤細胞造成氧化損傷。CMO-R@4T1還具有在NIR-II光照射下介導光熱效應，觸發(fā)腫瘤清除和免疫原性細胞死亡，同時其中釋放的免疫刺激劑誘導免疫激活，這種受控的治療模式加強了全身原發(fā)腫瘤的消融，抑制了腫瘤向遠處轉移的能力，并獲得了長期的免疫記憶。
文章中光聲成像部分的實驗數(shù)據(jù)用的是 TomoWave 自主研發(fā)的 LOIS-3D 小動物全身 3D 光聲成像系統(tǒng)。
論文信息：
A Defect-Engineered Nanozyme for Targeted NIR-II Photothermal Immunotherapy of Cancer
原文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202206401
近紅外一區(qū) / 二區(qū)小動物三維光聲成像系統(tǒng)
NIR I & NIR II In vivo 3D Optoacoustic Imaging System
文章重點
不同類型的癌癥都有著共同特征，既是持續(xù)且過量的產(chǎn)生自由基，這是由于癌細胞快速增殖和繁殖所產(chǎn)生的，其種類包括超氧化物(O2-)、過氧化氫(H2O2)、羥基自由基(-OH)和脂質過氧化氫(LOOH)等。與正常細胞相比，高濃度的自由基使腫瘤細胞本身更容易受到氧化誘導；同時腫瘤微環(huán)境中自由基水平的升高，可以阻礙T細胞的增殖；腫瘤微環(huán)境周圍的非腫瘤細胞同樣可以產(chǎn)生額外的炎癥介質和自由基，并抑制T細胞的滲透，總的來說，免疫抑制的腫瘤微環(huán)境由此被建立起來了，在抑制腫瘤免疫和治療反應的同時又加速腫瘤細胞的轉移。因此合理利用癌細胞自身產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物自由基，反過來治療腫瘤，已成為仿生納米酶研究的重點。
圖1：CMO-R@4T1介導的靶向NIR-II光熱免疫治療方案。
a）CMO-R@4T1的制備；
b）CMO-R@4T1促進的靶向NIR-II光熱免疫治療的抗腫瘤免疫反應機制示意圖
圖 2. CMO納米酶的相關的理學性質測試。
圖3：CMO-R@4T1體外光熱介導的免疫治療。
圖4：CMO-R@4T1的體內NIR-II光熱免疫治療，
a）尾靜脈注射后的光聲成像；d）1064 nm激光照射下的熱像圖。
圖5：CMO-R@4T1的體內 NIR-II 光熱免疫療法后相關淋巴和脾臟中相應的免疫細胞的分析。
總的來說，該納米酶除了可以促進部位腫瘤的聚集外，還可以與自由基反應產(chǎn)生活性氧，以此減弱癌細胞的抗氧化機制來對腫瘤細胞造成氧化損傷。CMO-R@4T1還具有在NIR-II光照射下介導光熱效應，觸發(fā)腫瘤清除和免疫原性細胞死亡，同時其中釋放的免疫刺激劑誘導免疫激活，這種受控的治療模式加強了全身原發(fā)腫瘤的消融，抑制了腫瘤向遠處轉移的能力，并獲得了長期的免疫記憶。
文章中光聲成像部分的實驗數(shù)據(jù)用的是 TomoWave 自主研發(fā)的 LOIS-3D 小動物全身 3D 光聲成像系統(tǒng)。
A Defect-Engineered Nanozyme for Targeted NIR-II Photothermal Immunotherapy of Cancer
原文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202206401
近紅外一區(qū) / 二區(qū)小動物三維光聲成像系統(tǒng)
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