细胞焦亡是一种与炎症有关的程序性细胞死亡，并且是一种对抗肿瘤并增敏免疫治疗的有效方法。然而，如何触发癌细胞焦亡是一个尚未解决的难题。光热(PTT)/光动力(PDT)治疗是一种诱导癌细胞焦亡的关键策略。以PBLG修饰的丝胶衍生物（Sericin-PBLG）可自组装并在水环境中稳定存在。本研究利用Sericin-PBLG与肿瘤靶向剂VB12偶联进而负载IR780，最后成功合成了VB12-Sericin-PBLG-IR780 纳米微球。VB12-Sericin-PBLG-IR780 纳米微球在近红外(NIR)下可显著抑制ATP合酶ATP5MC3的表达，进而抑制线粒体损伤。线粒体活性氧(mitoROS)的存在导致线粒体DNA (mitoDNA)氧化损伤，进一步激活NLRP3/Caspase-1/gasdermin D (GSDMD)依赖的细胞焦亡，并通过细胞焦亡促进树突状细胞(DC)成熟。此外，我们的研究表明，VB12-Sericin-PBLG-IR780 纳米微球具有显著的抗肿瘤作用，可以激活DC成熟，启动T细胞招募，并具有初步的适应性抗肿瘤效果。总之，我们制备的纳米微球可能为程序化细胞焦死和通过光热PTT/PDT效应诱导mitoDNA氧化损伤诱导抗肿瘤免疫提供了一种肿瘤靶向途径。3.2 VB12-Sericin-PBLG-IR780 纳米微球理化表征实验结果表明，合成的纳米微球分散性良好，形态均一。经过修饰后，VB12-Sericin-PBLG-IR780具有良好的光稳定特性，其次，具有良好的光热转化效率及光动力效应。
图1. （A）纳米微球的SEM和TEM图； （B）光热性能分析；（C）光动力效应分析3. 3 VB12-Sericin-PBLG-IR780 纳米微球介导线粒体功能损伤VB12-Sericin-PBLG-IR780 纳米微球可以通过PTT/PDT效应，引起线粒体膜电位下降，线粒体孔通道开放，氧化型线粒体DNA产生进而导致线粒体功能障碍，
图3. （A）MFC细胞中ATP5MC3 mRNA的相对表达量。(B) MFC细胞中JC-1的荧光图。(C) MFC细胞中ATP含量分析。(D) MFC细胞中mitoROS流式细胞术荧光图。(E) MFC细胞的mitoDNA(绿色为8-OHDG) 荧光图。 (F) MFC细胞mPTP荧光分析。3.4 VB12-Sericin-PBLG-IR780 纳米微球通过PTT/PDT效应诱导线粒体DNA氧化损伤引起细胞焦亡VB12-Sericin-PBLG-IR780 纳米微球可以诱发细胞焦亡，引起细胞形态发生改变，并且引起细胞焦亡关键蛋白的上调，并可促进树突状细胞成熟。
图4 (A)不同处理后SEM图像。(B&C) 不同处理后FAM FLICA CASPASE-1的共聚焦荧光图。(D, E)不同处理后MFC细胞中NLRP3、Caspase-1、Cleaved Caspase-1、GSDMD和GAPDH蛋白的表达。(F)不同处理后MFC细胞炎症因子(IL-1β、IL-18、TNF-α、IFN-γ)分泌表达。(G)流式细胞术分析不同处理组DC成熟情况。(I) 不同处理组DC细胞的免疫荧光图像， CD80(绿色)、CD86(红色)和DAPI(蓝色)。3.5 VB12-Sericin-PBLG-IR780 纳米微球通过PTT/PDT效应诱导线粒体DNA氧化损伤引起细胞焦亡介导抗肿瘤效应及免疫增敏效应研究表明，VB12-Sericin-PBLG-IR780 纳米微球可产生良好的抗肿瘤效应。不仅如此， VB12-Sericin-PBLG-IR780 纳米微球可促进DCs成熟。并且经流式细胞术分析，我们发现与对照组相比，VB12-Sericin-PBLG-IR780 纳米微球近红外照射组肿瘤内CD8+ T细胞和CD4+ T细胞的频率显著升高。综上所述，除体外结果显示PTT/PDT联合治疗可激活NLRP3/Caspase-1/GSDMD通路外，体内研究显示联合治疗可触发免疫激活。
图5。(A&B&C)不同处理后的小鼠肿瘤分析图。(D, E) DC成熟细胞瘤内浸润的流式细胞术图像及统计分析(CD11c、CD80、CD86染色)。(F−H)肿瘤内CD4+和CD8+ T细胞浸润的流式细胞术图像和统计分析。原文链接
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c22804本文第一作者为南方医科大学南方医院副教授郭伟洪，共同第一作者为南方医科大学南方医院硕士研究生李振豪、黄慧琳，论文通讯作者为南方医科大学南方医院李国新教授和胡彦锋教授。胡彦锋，南方医科大学南方医院普通外科副主任，主任医师，副教授，博士生导师。针对“腹腔镜微创手术能否应用于局部进展期胃癌的外科治疗、胃切除手术后维生素吸收代谢的规律如何、术后辅助治疗疗效如何精准预测、个体化方案如何选择、如何降低传统化疗药物的毒性且提升有效性”等科学问题，在进展期胃癌腹腔镜微创治疗、胃切除后维生素B12吸收代谢以及纳米载药靶向新材料研发等方向开展了系列临床与基础研究，以通讯作者/一作/共一身份在J Clin Oncol、JAMA Surg、Ann Surg、CEJ等著名学术期刊发表SCI论文18篇，主持国家级课题多项。化学与材料科学原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：chen@chemshow.cn
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