装载维替泊芬的水凝胶靶向YAP介导的MDSCs募集治疗不完全射频消融后的残留肿瘤

Verteporfin-loaded hydrogel targeting YAP-mediated MDSCs recruitment for the treatment of residual tumors after incomplete radiofrequency ablation.

作者信息Jiawen Chen, Junfeng Liu, Xiaoting Zhang, Xi Li, Jinming Fan, Shengchao Zhao, Junbin Liu, Bin Zhou, Ke Zhang
PMID41424863
发布时间2026-01-01
DOI10.7150/thno.119377

实验完整度

包含体外细胞实验(热应激、YAP敲低)、动物模型(皮下HCC iRFA模型)、流式细胞术、水凝胶表征与体内治疗实验等多个独立证据层级,并进行功能与机制验证。

主要模型

Hepa1-6小鼠肝癌细胞系 Hep3B人肝癌细胞系 C57BL/6小鼠皮下Hepa1-6肝癌模型 不完全射频消融(iRFA)残留瘤模型

重点核对

YAP在iRFA残留肿瘤中的激活状态及核转位 MDSCs相关趋化因子(CXCL1、CXCL2、CXCL5、CXCL17、CCL2)的表达变化 VP对YAP核转位及趋化因子表达的抑制效果 QCS/TA@VP水凝胶的缓释特性(释放时间、pH影响) QCS/TA@VP治疗显著减少MDSCs浸润并增加CD8+ T细胞

摘要

背景:肝细胞癌(HCC)是原发性肝癌的主要形式,在全球癌症相关死亡率中占重要比例,并且仍然是一个严重的全球健康问题,尤其影响患有潜在慢性肝病的个体。据报道,在肝细胞癌中,不完全射频消融(iRFA)可能通过加重肿瘤微环境的免疫抑制特征,驱动局部肿瘤复发和远处扩散。本研究旨在阐明射频消融后免疫抑制微环境形成的潜在通路,并确定对抗该过程潜在的治疗方法。方法:构建了一种由季铵化壳聚糖(QCS)和单宁酸(TA)组成的可注射水凝胶,以封装维替泊芬(VP),维替泊芬是一种公认的光敏剂,已在临床上用于治疗新生血管性视网膜疾病,如年龄相关性黄斑疾病。除了眼科应用外,最近有报道称VP通过抑制Yes相关蛋白(YAP)等致癌调节因子显示出抗肿瘤活性,表明其在癌症治疗中的潜在用途。该水凝胶制剂旨在靶向射频消融后的残留肿瘤组织,提供VP的局部递送和持续释放,以增强抗肿瘤免疫反应。结果:我们的研究结果确定YAP激活是射频消融后残留肿瘤免疫抑制的关键介质。药理学抑制YAP显著减少了髓源性抑制细胞(MDSCs)的浸润,并有效逆转了免疫抑制性微环境条件。此外,QCS/TA水凝胶能够实现VP的持续局部释放,通过抑制MDSCs增强抗肿瘤免疫反应。当作为次优射频消融后的辅助疗法给药时,该水凝胶显著抑制了残留肿瘤的进展,突显了其在改善射频消融后结局方面的治疗潜力。结论:总的来说,我们的数据表明,YAP通路抑制是一种有前景的免疫调节策略,可补充HCC管理中的射频消融。这项工作表明,基于QCS/TA水凝胶的递送系统可以重塑肿瘤免疫环境,以克服免疫抑制并延缓消融后肿瘤复发,支持其作为转化药物递送策略的潜力。

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
探究不完全射频消融(iRFA)后残留肿瘤进展的免疫抑制机制,以及维替泊芬(VP)通过靶向YAP通路能否抑制残留肿瘤。
核心机制
iRFA诱导热应激激活YAP,YAP去磷酸化转入核内,上调MDSCs相关趋化因子(如CXCL1、CXCL2、CXCL5、CXCL17、CCL2),招募MDSCs,形成免疫抑制微环境,促进残留肿瘤进展;VP通过抑制YAP-TEAD相互作用,降低趋化因子表达,减少MDSCs浸润,增强抗肿瘤免疫。
主要证据
体外热应激模型显示YAP核转位增加、p-YAP减少、趋化因子上调;体内iRFA模型中出现YAP激活和MDSCs浸润增加;VP处理或YAP敲低可逆转上述变化;QCS/TA@VP水凝胶在体内显著抑制残留肿瘤生长(体积减少95±5%),并增加CD8+ T细胞浸润。
研究意义
该研究提出QCS/TA@VP水凝胶作为射频消融的辅助治疗策略,通过重塑肿瘤免疫微环境,抑制残留肿瘤进展,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

验证iRFA后残留肿瘤中YAP激活

检测iRFA是否诱导YAP激活并改变其亚细胞定位。

对小鼠皮下Hepa1-6肿瘤进行iRFA处理,收集残留肿瘤组织,通过免疫组化检测核YAP表达;体外对Hepa1-6和Hep3B细胞进行不同温度处理,通过免疫荧光和Western blot检测YAP核转位和磷酸化水平,并通过RT-qPCR检测下游靶基因表达。

2

分析iRFA对免疫微环境的影响

评估iRFA是否促进MDSCs浸润和CD8+ T细胞减少。

建立皮下HCC模型并进行iRFA处理,治疗7天后取材,通过流式细胞术分析肿瘤中MDSCs(CD11b+Gr1+)、CD8+ T细胞和GzmB+CTL的比例。

3

验证热应激诱导的YAP依赖趋化因子表达

探究热应激是否通过YAP上调MDSCs相关趋化因子。

对Hepa1-6和Hep3B细胞进行热应激处理,通过RT-qPCR检测CXCL1、CXCL2、CXCL5、CXCL17和CCL2 mRNA表达;并利用YAP敲低细胞或VP处理进一步验证趋化因子表达的YAP依赖性。

4

验证VP对YAP活性的抑制

确认VP是否能抑制热应激诱导的YAP核转位和下游基因表达。

对Hepa1-6和Hep3B细胞进行热应激并加入VP处理,通过免疫荧光检测YAP核定位,Western blot检测总YAP和p-YAP水平,RT-qPCR检测CYR61、CTGF及趋化因子表达。

5

制备和表征QCS/TA@VP水凝胶

开发一种能够局部持续释放VP的可注射水凝胶,并评估其理化性质。

将QCS和TA溶解后混合形成水凝胶,负载VP;通过SEM观察微观结构,FTIR分析相互作用,流变学测试剪切变稀和自修复性能,压缩和拉伸测试力学性能,药物释放实验测定VP释放曲线,并通过ICG标记的荧光成像监测体内滞留。

6

评估QCS/TA@VP水凝胶对iRFA残留肿瘤的治疗效果

验证QCS/TA@VP水凝胶作为iRFA辅助治疗能否抑制残留肿瘤生长并激活抗肿瘤免疫。

在iRFA模型中,将PBS、空白水凝胶、游离VP或QCS/TA@VP注入消融腔,监测肿瘤生长曲线,终点分析肿瘤体积和重量,通过流式分析MDSCs和CD8+T细胞比例,Kaplan-Meier生存分析,并进行H&E和免疫组化评估Treg和免疫浸润。

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
维替泊芬Selleck ChemicalsS1786
抗YAP抗体Cell Signaling Technology14074S
抗磷酸化YAP抗体Cell Signaling Technology13008T
Alexa Fluor® 488标记的山羊抗兔IgGAbcamab150077
季铵化壳聚糖Shanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd.S24030
单宁酸AladdinT308008
杜氏改良Eagle培养基----
胎牛血清MIKXMK1123
青霉素-链霉素----
RNAiso Plus试剂Vazyme Biotech--
HiScript III逆转录试剂盒Vazyme Biotech--
ChamQ通用SYBR qPCR预混液Vazyme Biotech--
CFX96 Touch™实时荧光定量PCR系统Bio-Rad Laboratories--
硝酸纤维素膜Pall--
iBright™ CL750成像系统Thermo Fisher Scientific--
山羊血清Boster Biological TechnologyAR1009
Triton X-100----
Zeiss LSM 880共聚焦激光扫描显微镜----
抗CD16/32抗体ElabscienceE-AB-F0997A
Percp/Cy5.5-抗CD45BioLegend103132
FITC-抗CD11bBioLegend101205
PE/Cy7-抗Gr-1BioLegend108415
BV421-抗F4/80BioLegend123137
BV605-抗CD86BioLegend105037
PE/Cy7-抗CD206BioLegend141719
APC/Cy7-抗CD3BioLegend100222
BV605-抗CD4BioLegend100451
FITC-抗CD8BioLegend553030
PE-抗颗粒酶BBioLegend372207
CytoFLEX LX流式细胞仪Beckman Coulter--
吲哚菁绿----
Masson三色染色----

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
细胞培养
细胞系来源(Hepa1-6和Hep3B)、培养条件(DMEM+10% FBS+1%青霉素-链霉素,37°C,5% CO2)
阅读提示:Methods: Cell lines and animals
热应激处理
处理温度(37、42、44、46°C)及处理时间(文中未明确说明)
阅读提示:Results: Activation of YAP in residual tumor after iRFA, Figure 2C
YAP敲低
shRNA序列(三个shRNAs)、敲低效率(YAP-sh2约79%)、筛选药物(嘌呤霉素2 μg/mL)
阅读提示:Methods: Establishment of Yap1 knockout Hepa1-6 cell line
iRFA动物模型
小鼠品系(C57BL/6雌性,4-6周龄)、肿瘤细胞接种量(1×10⁶)、肿瘤起始体积(约300 mm³)、iRFA操作及残余存活确认
阅读提示:Methods: In vivo experiment, Results: Activation of YAP in residual tumor after iRFA
水凝胶制备与给药
QCS/TA浓度(4% w/v,体积比2:3)、VP载荷(3 mg/mL)、注射体积(100 μL)、VP剂量(100 mg/kg)、给药途径(瘤内注射到消融腔)
阅读提示:Methods: Preparation of hydrogel, In vivo experiment
流式分析
取样时间点(第7天)、单细胞悬液制备方法、抗体克隆号及荧光标记、每个样本获取CD45+事件数(1×10⁴)、分析细胞亚群(MDSCs、CD8+T、GzmB+CTL等)
阅读提示:Methods: Flow cytometry analysis, Figure S4
药物释放实验
释放介质(PBS含140 mM NaCl,pH 7.4和6.5)、温度(37°C)、取样时间点(文中未明确列出所有时间点)、UV-Vis检测波长(430 nm)
阅读提示:Methods: Drug release tests, Results: Preparation and characterization of QCS/TA@VP hydrogel