文獻發表: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(NIR-II)光熱免疫治療。該研究旨在通過利用缺陷工程學的優勢，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，既是持續且過量的產生自由基，這是由于癌細胞快速增殖和繁殖所產生的，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；同時腫瘤微環境中自由基水平的升高，可以阻礙T細胞的增殖；腫瘤微環境周圍的非腫瘤細胞同樣可以產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生的代謝產物自由基，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，并于相應的底物產生高效的級聯反應。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據用的是 TomoWave 自主研發的 LOIS-3D 小動物全身 3D 光聲成像系統。
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 / 二區小動物三維光聲成像系統
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，既是持續且過量的產生自由基，這是由于癌細胞快速增殖和繁殖所產生的，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；同時腫瘤微環境中自由基水平的升高，可以阻礙T細胞的增殖；腫瘤微環境周圍的非腫瘤細胞同樣可以產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生的代謝產物自由基，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據用的是 TomoWave 自主研發的 LOIS-3D 小動物全身 3D 光聲成像系統。
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 / 二區小動物三維光聲成像系統
NIR I & NIR II In vivo 3D Optoacoustic Imaging System
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