文献发表:缺陷工程化纳米酶用于靶向NIR-II光热免疫治疗
《Advanced Materials》（IF=32.1）近日在线发表了新加坡南洋理工大学赵彦利教授团队的研究成果，文章的标题为“A Defect-Engineered Nanozyme for Targeted NIR-II Photothermal Immunotherapy of Cancer”，该论文采用缺陷工程的方法设计研发了具有本征缺陷氧空位（OVs），且用肿瘤细胞膜包裹的纳米酶，并将其用于近红外二区(NIR-II)光热免疫治疗。该研究旨在通过利用缺陷工程学的优势，阐明了一种制备细胞膜伪装纳米酶的通用策略，用于肿瘤的靶向光热免疫治疗。
文章重点
不同类型的癌症都有着共同特征，既是持续且过量的产生自由基，这是由于癌细胞快速增殖和繁殖所产生的，其种类包括超氧化物(O2-)、过氧化氢(H2O2)、羟基自由基(-OH)和脂质过氧化氢(LOOH)等。与正常细胞相比，高浓度的自由基使肿瘤细胞本身更容易受到氧化诱导；同时肿瘤微环境中自由基水平的升高，可以阻碍T细胞的增殖；肿瘤微环境周围的非肿瘤细胞同样可以产生额外的炎症介质和自由基，并抑制T细胞的渗透，总的来说，免疫抑制的肿瘤微环境由此被建立起来了，在抑制肿瘤免疫和治疗反应的同时又加速肿瘤细胞的转移。因此合理利用癌细胞自身产生的代谢产物自由基，反过来治疗肿瘤，已成为仿生纳米酶研究的重点。
图1：CMO-R@4T1介导的靶向NIR-II光热免疫治疗方案。
a）CMO-R@4T1的制备；
b）CMO-R@4T1促进的靶向NIR-II光热免疫治疗的抗肿瘤免疫反应机制示意图
金属氧化物纳米酶中存在氧空位（OVs）时其氧化物费米能级向上移动，在带隙中出现缺陷能级进而减少能带宽度，提高光吸收性能和催化性能。本研究中的纳米酶（CMO-R@4T1）采用的是以铜掺杂的氧化钼纳MoOx(CMO)米粒子为核心，同时包裹着肿瘤细胞来源的融合膜，膜中固定有免疫刺激剂。经过实验研究，该纳米酶具有多酶模拟能力，可以模拟过氧化物酶(POD)、氧化物酶(OXD)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)氧化物酶，并于相应的底物产生高效的级联反应。此外，铜掺杂MoOx纳米酶在第二近红外(NIR-II)生物窗口中具有缺陷诱导的表面等离子体共振(SPR)效应，具有高效的光热性能，在NIR-II激光照射的辅助下，该纳米酶可以破坏肿瘤内的氧化还原和代谢动态平衡，显著提高治疗效率。
图 2. CMO纳米酶的相关的理学性质测试。
图3：CMO-R@4T1体外光热介导的免疫治疗。
图4：CMO-R@4T1的体内NIR-II光热免疫治疗，
a）尾静脉注射后的光声成像；d）1064 nm激光照射下的热像图。
图5：CMO-R@4T1的体内 NIR-II 光热免疫疗法后相关淋巴和脾脏中相应的免疫细胞的分析。
总的来说，该纳米酶除了可以促进部位肿瘤的聚集外，还可以与自由基反应产生活性氧，以此减弱癌细胞的抗氧化机制来对肿瘤细胞造成氧化损伤。CMO-R@4T1还具有在NIR-II光照射下介导光热效应，触发肿瘤清除和免疫原性细胞死亡，同时其中释放的免疫刺激剂诱导免疫激活，这种受控的治疗模式加强了全身原发肿瘤的消融，抑制了肿瘤向远处转移的能力，并获得了长期的免疫记忆。
文章中光声成像部分的实验数据用的是 TomoWave 自主研发的 LOIS-3D 小动物全身 3D 光声成像系统。
论文信息：
A Defect-Engineered Nanozyme for Targeted NIR-II Photothermal Immunotherapy of Cancer
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202206401
近红外一区 / 二区小动物三维光声成像系统
NIR I & NIR II In vivo 3D Optoacoustic Imaging System
文章重点
不同类型的癌症都有着共同特征，既是持续且过量的产生自由基，这是由于癌细胞快速增殖和繁殖所产生的，其种类包括超氧化物(O2-)、过氧化氢(H2O2)、羟基自由基(-OH)和脂质过氧化氢(LOOH)等。与正常细胞相比，高浓度的自由基使肿瘤细胞本身更容易受到氧化诱导；同时肿瘤微环境中自由基水平的升高，可以阻碍T细胞的增殖；肿瘤微环境周围的非肿瘤细胞同样可以产生额外的炎症介质和自由基，并抑制T细胞的渗透，总的来说，免疫抑制的肿瘤微环境由此被建立起来了，在抑制肿瘤免疫和治疗反应的同时又加速肿瘤细胞的转移。因此合理利用癌细胞自身产生的代谢产物自由基，反过来治疗肿瘤，已成为仿生纳米酶研究的重点。
图1：CMO-R@4T1介导的靶向NIR-II光热免疫治疗方案。
a）CMO-R@4T1的制备；
b）CMO-R@4T1促进的靶向NIR-II光热免疫治疗的抗肿瘤免疫反应机制示意图
图 2. CMO纳米酶的相关的理学性质测试。
图3：CMO-R@4T1体外光热介导的免疫治疗。
图4：CMO-R@4T1的体内NIR-II光热免疫治疗，
a）尾静脉注射后的光声成像；d）1064 nm激光照射下的热像图。
图5：CMO-R@4T1的体内 NIR-II 光热免疫疗法后相关淋巴和脾脏中相应的免疫细胞的分析。
总的来说，该纳米酶除了可以促进部位肿瘤的聚集外，还可以与自由基反应产生活性氧，以此减弱癌细胞的抗氧化机制来对肿瘤细胞造成氧化损伤。CMO-R@4T1还具有在NIR-II光照射下介导光热效应，触发肿瘤清除和免疫原性细胞死亡，同时其中释放的免疫刺激剂诱导免疫激活，这种受控的治疗模式加强了全身原发肿瘤的消融，抑制了肿瘤向远处转移的能力，并获得了长期的免疫记忆。
文章中光声成像部分的实验数据用的是 TomoWave 自主研发的 LOIS-3D 小动物全身 3D 光声成像系统。
A Defect-Engineered Nanozyme for Targeted NIR-II Photothermal Immunotherapy of Cancer
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202206401
近红外一区 / 二区小动物三维光声成像系统
NIR I & NIR II In vivo 3D Optoacoustic Imaging System
