基于温度敏感脂质体的癌症纳米药物可实现肿瘤淋巴结免疫微环境重塑

Temperature sensitive liposome based cancer nanomedicine enables tumour lymph node immune microenvironment remodelling.

作者信息Shunli Fu, Lili Chang, Shujun Liu, Tong Gao, Xiao Sang, Zipeng Zhang, Weiwei Mu, Xiaoqing Liu, Shuang Liang, Han Yang, Huizhen Yang, Qingping Ma, Yongjun Liu, Na Zhang
PMID37076492
发布时间2023-04-19
DOI10.1038/s41467-023-38014-6

实验完整度

包含体外细胞实验(凋亡、ICD、DC成熟、NK杀伤)、体内B16F10和CT26模型、联合PD-1治疗及免疫细胞分析等多层级验证。

主要模型

B16F10黑色素瘤荷瘤C57BL/6小鼠 CT26结直肠癌荷瘤BALB/c小鼠 B16F10细胞 CT26细胞

重点核对

NIL-IM-Lip的粒径约65.75 nm DPPC与胆固醇质量比为1/8 激光条件:808 nm,1.0 W/cm²,照射5分钟 给药剂量:IR780 1 mg/kg,1-MT 2.7 mg/kg,IL-15 1 μg/只

摘要

靶向肿瘤免疫抑制微环境是免疫治疗的关键策略。然而,肿瘤淋巴结(LN)免疫微环境(TLIME)在肿瘤免疫稳态中的关键作用常被忽视。在此,我们提出一种纳米诱导剂NIL-IM-Lip,通过同时动员T细胞和NK细胞重塑受抑制的TLIME。温度敏感的NIL-IM-Lip首先递送至肿瘤,然后在NGR基序的pH敏感脱落和MMP2响应性IL-15释放后导向淋巴结。在光热刺激期间,IR780和1-MT同时诱导免疫原性细胞死亡并抑制调节性T细胞。我们证明NIL-IM-Lip与抗PD-1联合可显著增强T和NK细胞的效力,在热肿瘤和冷肿瘤模型中均显著抑制肿瘤生长,并在某些情况下实现完全缓解。我们的工作因此强调了TLIME在免疫治疗中的关键作用,并为将淋巴结靶向与免疫检查点阻断联合用于癌症免疫治疗提供了原理验证。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
肿瘤淋巴结免疫微环境(TLIME)在肿瘤免疫治疗中的作用,以及同时重塑肿瘤和淋巴结免疫微环境并动员T细胞和NK细胞能否增强免疫治疗效果?
核心机制
通过pH/MMP2/温度三重敏感脂质体NIL-IM-Lip实现肿瘤和淋巴结双重靶向,光热治疗诱导免疫原性细胞死亡,1-MT抑制IDO1减少Treg浸润,IL-15共激活CTL和NK细胞,从而重塑TLIME并增强抗肿瘤免疫。
主要证据
在B16F10和CT26模型中,NIL-IM-Lip联合PD-1抗体显著抑制肿瘤生长(部分完全缓解),流式检测显示肿瘤和淋巴结内CD8+T细胞、NK细胞增加,Treg减少。
研究意义
作者提出TLIME在免疫治疗中具有重要作用,并证明将淋巴结靶向与免疫检查点阻断结合的策略具有临床转化潜力。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

筛选脂质体粒径和胆固醇比例

确定有利于淋巴结蓄积的脂质体制备参数

制备不同粒径和胆固醇质量比的脂质体,通过近红外荧光成像评估肿瘤和淋巴结蓄积。

2

验证肿瘤和淋巴结靶向性

验证NIL-IM-Lip在体内对肿瘤和淋巴结的蓄积能力

B16F10荷瘤小鼠静脉注射不同制剂,进行活体荧光成像和离体成像。

3

体外光热性能和药物释放

评估NIL-IM-Lip的光热转换效率和温度敏感药物释放

测量不同浓度和激光功率下的温度变化,并测定1-MT的释放曲线。

4

体外细胞摄取和凋亡

评估NIL-IM-Lip的细胞摄取、pH敏感解离和诱导凋亡能力

用FITC标记脂质体检测HUVEC摄取,用流式检测B16F10细胞凋亡。

5

体外免疫原性细胞死亡和DC成熟

验证NIL-IM-Lip联合激光诱导ICD并促进DC成熟

检测CRT暴露、HMGB1分泌、ATP和ROS产生,并通过transwell共培养评估DC成熟。

6

体外NK细胞杀伤试验

验证NIL-IM-Lip释放的IL-15能增强NK细胞杀伤能力

从脾脏分离NK细胞,与经不同处理的B16F10细胞共培养,MTT法检测杀伤率。

7

体内抗肿瘤疗效评估

评估NIL-IM-Lip联合光热治疗在B16F10原发肿瘤模型中的疗效

建立B16F10荷瘤小鼠模型,分为14组进行治疗,监测肿瘤体积、体重和生存期。

8

体内免疫微环境分析

评估NIL-IM-Lip治疗对肿瘤和淋巴结免疫细胞的影响

流式检测肿瘤和淋巴结中CD4+T、CD8+T、Treg、NK、CTL和DC比例,ELISA检测细胞因子。

9

联合PD-1抗体的疗效评估

验证NIL-IM-Lip联合PD-1抗体在热肿瘤和冷肿瘤模型中的疗效

在B16F10和CT26模型中,分别给予NS、PD-1、NIL-IM-Lip+L和NIL-IM-Lip+PD-1+L治疗,监测肿瘤生长和免疫反应。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
1,2-二棕榈酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱AVT Pharmaceutical Tech Co.--
氢化大豆磷脂AVT Pharmaceutical Tech Co.--
DSPE-腙键-PEG5000-马来酰亚胺Xi'an Ruixi Biological Technology Co., Ltd.--
DSPE-PEG2000-氨基Xi'an Ruixi Biological Technology Co., Ltd.--
1-甲基色氨酸Sigma-Aldrich--
IR780Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., Ltd.--
NGR肽Leon Biological Technology Co. Ltd.--
MMP2敏感/非敏感肽Nanjing Peptide Biological Science and Technology Limited Co., Ltd.--
鼠源IL-2PeproTech--
重组鼠源GM-CSFPeproTech--
鼠源IL-4PeproTech--
鼠源IL-15PeproTech--
IV型胶原酶(MMP2酶)Sigma-Aldrich--
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Biotechnology--
ATP检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
HMGB1 ELISA试剂盒Solarbio--
甲基噻唑基四唑Solarbio--
IFN-γ、TNF-α、TGF-β、IL-10、IL-6和IL-12 ELISA试剂盒MultiSciences (Lianke) Biotech Co., Ltd.--
PD-1抗体Dakewei Co., Ltd.--
MojoSort™小鼠NK细胞分选试剂盒Dakewei Co., Ltd.--
MojoSort™缓冲液(5X)Dakewei Co., Ltd.--
MojoSort™磁铁Dakewei Co., Ltd.--
APC抗小鼠CD3抗体BioLegend100236
FITC抗小鼠CD4抗体BioLegend100405
PE抗小鼠CD8a抗体BioLegend100708
PE抗小鼠CD4抗体BioLegend100407
Alexa Fluor® 647抗小鼠FOXP3抗体BioLegend126408
FITC抗小鼠CD62L抗体BioLegend104405
PerCP/Cyanine5.5抗小鼠/人CD44抗体BioLegend103031
PE抗小鼠CD49b(泛NK细胞)抗体BioLegend108907
APC抗小鼠IFN-γ抗体BioLegend505810
FITC抗小鼠CD11c抗体BioLegend117306
PE抗小鼠CD80抗体BioLegend104707
APC抗小鼠CD86抗体BioLegend105011
PE抗小鼠CD11c抗体BioLegend117308
FITC抗小鼠CD80抗体BioLegend104706
PerCP/Cyanine5.5抗小鼠CD86抗体BioLegend105028
钙网蛋白多克隆抗体Biossbs-5913R
兔抗HMGB1抗体Biossbs-0664R
山羊抗兔IgG/Alexa Fluor 594抗体Biossbs-0295G-AF594
山羊抗兔IgG/Alexa Fluor 488抗体Biossbs-0295G-AF488
RPMI 1640培养基----
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
胆固醇----
Traut试剂----
Zeba柱Thermo Scientific--
LiposoFast-Basic挤出器Avestin--
马尔文Zeta Sizer Nano-ZSMalvern--
透射电子显微镜----
高效液相色谱----
808 nm近红外激光器----
红外热成像相机----
IVIS光谱成像系统----
二甲基亚砜----
DAPI----
Triton X-100----
甲基纤维素----
Percoll----
EDTA----
透析袋----
C57BL/6小鼠SPF Biotechnology Co., Ltd.B204
BALB/c小鼠Beijing Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd211
Ki67----
TUNEL----
GraphPad Prism 8.0.1----
Microsoft Excel 2019----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
脂质体制备
DPPC浓度10 mg/mL,胆固醇浓度1.25 mg/mL(质量比1/8),IR780浓度0.2 mg/mL,1-MT浓度1.25 mg/mL,DSPE-Hyd-PEG5000-NGR摩尔比3%
阅读提示:Methods:Preparation and characterization of NIL-IM-Lip
肿瘤模型建立
B16F10细胞接种数量(1×10^6或8×10^5),CT26细胞接种数量1×10^6,接种部位右腋窝
阅读提示:Methods:In vivo antitumour activity
光热治疗参数
808 nm激光,功率1.0 W/cm²,照射时间5分钟(体外)或10分钟(体内)
阅读提示:Methods:In vitro and in vivo photothermal performance
给药方案
IR780剂量1 mg/kg,1-MT剂量2.7 mg/kg,IL-15剂量1 μg/只,PD-1抗体剂量5 mg/kg(腹腔注射)
阅读提示:Methods:In vivo antitumour activity
免疫细胞分析
流式抗体克隆和稀释度,如APC anti-mouse CD3 (1:100),FITC anti-mouse CD4 (1:400)等
阅读提示:Methods:Antibodies