显著抑制肿瘤生长并延迟肺转移！复旦大学合作发文：肝癌治疗新策略

12月16日，复旦大学与上海大学研究人员合作共同在期刊《Advanced Science》上发表了研究论文，题为“Activatable Sulfur Dioxide Nanosonosensitizer Enables Precisely Controllable Sono-Gaseous Checkpoint Trimodal Therapy for Orthotopic Hepatocellular Carcinoma”，本研究中，研究人员设计了一种可激活的二氧化硫纳米传感器，称为Aza-DNBS纳米颗粒（NPs）。在US放射下，Aza-DNBS NPs可以高效地产生大量ROS诱导SDT。此外，Aza-DNBS NPs促进在高GSH表达的TME中快速、可控地释放SO2进行气疗增强的SDT，从而促进ICD的激活和免疫抑制性TME的重编程。原位小鼠HCC和HCC肺转移模型证实，气疗和SDT的协同作用与αPD-L1的结合显著抑制了原位肿瘤的增殖和肺转移。这项研究揭示了一种创新的策略，设计了一种纳米平台。它可以逆转原位HCC的免疫抑制性TME。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202409442

背景信息

 01 

肝细胞癌（HCC）因其高死亡率和不良预后仍然是全球重大的健康问题。免疫检查点阻断（ICB）疗法显示出潜力可以改变癌症治疗，包括HCC。然而，只有少数患者对此疗法有积极响应。这种有限的响应可能部分归因于肿瘤免疫原性的不足和免疫抑制的肿瘤微环境（TME）。目前正在探索多种策略来增强HCC中的ICB疗法，主要集中在将ICB与其他疗法结合。越来越多的研究证据表明，声动力疗法（SDT）在与免疫检查点阻断（ICB）协同治疗肿瘤方面是有效的。

虽然激活型声敏剂产生的ROS能够有效诱导细胞死亡，但肿瘤细胞可以通过上调谷胱甘肽（GSH）表达来响应SDT诱导的氧化应激，从而降低SDT的治疗效果。目前，二氧化硫（SO2）气体疗法可能解决这些问题。这种疗法在多种健康问题中显示出显著的治疗潜力。特别是在肿瘤治疗中，在细胞内产生的SO2以气体形式存在。这种独特的特性使其能够克服肿瘤异质性的障碍，使之自由扩散到深层肿瘤组织中，从而诱导深层组织中肿瘤细胞的死亡。此外，SO2增强了ROS的产生，它可能增强肿瘤细胞的免疫原性细胞死亡（ICD）和随后的ICD诱导的免疫反应。因此，将SO2前药纳入声免疫疗法中可能会协同增强其效果，从而放大抗肿瘤免疫反应。然而，高剂量的二氧化硫会对正常组织造成损伤。此前的多项研究已证实，对二氧化硫的可控释放在肿瘤治疗方面具有巨大潜力。然而，当前无机二氧化硫供体的生物降解性和生物相容性较差，限制了其潜在应用。

经超声放射后由Aza-DNBS纳米粒子诱导的肿瘤细胞凋亡

 02 

研究人员研究了Aza-DNBS纳米粒子促进细胞摄取并维持抗肿瘤效果的能力。研究人员使用人肝癌细胞系Huh7进行实验，将Aza-DNBS纳米粒子处理4小时。随后的生物透射电子显微镜（bio-TEM）图像显示，Aza-DNBS纳米粒子成功被细胞摄取，并在细胞质中分散。为了进一步评估Aza-DNBS纳米粒子的细胞毒性，研究人员将正常人肝细胞系(L-02)和Huh7细胞在不同浓度的Aza-DNBS纳米粒子中孵育24小时。结果显示，即使在高浓度的Aza-DNBS纳米粒子（高达400 µg mL-1）下，L-02细胞的存活率几乎不受影响，这表明Aza-DNBS纳米粒子与正常细胞具有很高的生物相容性。另一方面，随着Aza-DNBS纳米粒子浓度的增加，Huh7细胞的存活率出现了明显的下降。特别是，在浓度为400 µg mL-1时，Huh7细胞的存活率降至45.04%，这表明在GSH过表达的肿瘤环境中，浓度依赖性的SO2释放导致肿瘤细胞死亡，从而导致细胞存活率的降低。

在体外，超声放射下Aza-DNBS纳米粒子的治疗效果

研究人员试图确定Aza-DNBS纳米粒子是否参与了GSH的耗竭，并评估它们在介导SDT方面的有效性。研究显示，在100 µg mL−1 Aza-DNBS纳米粒子处理下，无论有无US放射，Huh7细胞内的GSH水平均显著降低。共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）还证实了细胞内SO2的产生。研究人员还观察到Huh7细胞在与Aza-DNBS纳米粒子共孵育后在不同时间点释放SO2。此外，Aza-DNBS纳米粒子在US放射后产生了大量的ROS。相比之下，Aza-NH2纳米粒子只有在细胞暴露于US放射时才能产生ROS。尤其是，仅Aza-DNBS NPs就能产生少量的ROS，在相同浓度下，Aza-DNBS NPs+US产生的ROS比Aza-NH2 NPs+US多。这表明释放的SO2促进了细胞内ROS的产生。此外，研究人员还采用calcein-AM/PI和细胞计数试剂盒-8法在体外评价了Aza-DNBS NPs在US放射下的抗癌效果。结果显示，仅Aza-DNBS NPs就对Huh7细胞表现出一定的细胞毒性。在US放射下，与Aza-NH2 NPs相比，Aza-DNBS NPs表现出更好的抗肿瘤效果，这表明释放的SO2可以与SDT协同作用，更有效地破坏肿瘤细胞。研究人员通过流式细胞术分析，也得出了类似的结果。100 µg mL−1 Aza-DNBS NPs治疗后表现出适度的抗癌效果，细胞凋亡率为18.3%。然而，在暴露于US放射后，相同浓度的Aza-DNBS NPs显示出预期的治疗效果。这些发现进一步表明，由NPs介导的SDT可显著诱导癌细胞发生凋亡。

结论

 03

体外研究和原位H22-Luc模型表明，Aza-DNBS纳米粒子（+超声）与αPD-L1共同诱导的肿瘤细胞ICD（免疫检查点阻断）能够有效激发全身免疫响应，显著抑制原位肿瘤生长和肺转移。因此，将Aza-DNBS NP介导的增强SDT与ICB相结合的协同疗法在癌症治疗的潜在临床应用方面具有显著的前景。（转化医学网360zhyx.com）

【参考资料】

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202409442

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