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  干擾素基因刺激因子(STING)通路在抗腫瘤免疫的啟動和“冷”腫瘤向“熱”腫瘤的轉化中起著至關重要的作用，是腫瘤免疫治療的一個有希望的治療靶點。然而，腫瘤細胞在應對cGAS-STING信號通路的激活時亦觸發(fā)了其內部的保護性自噬。自噬的激活又會導致STING降解，對STING的激活起“剎車”作用以避免免疫過強。此外，自噬還可以減少應激反應，阻止ROS的積累，限制腫瘤細胞的相關損傷，促進腫瘤生長。

  基于此，山東大學齊魯醫(yī)院于德新教授團隊和山東大學化學與化工學院崔基煒教授團隊合作搭建了一種包含錳離子、葡萄糖氧化酶（GOx）和自噬抑制劑羥基氯喹（HCQ）的可局部注射的水凝膠，通過多機制增強免疫用于防止三陰性乳腺癌術后復發(fā)和轉移。水凝膠在術區(qū)持續(xù)釋放Mn²⁺、GOx和HCQ，Mn²⁺進入腫瘤細胞內發(fā)揮STING激活作用，此外，在GOx的催化下，瘤內葡萄糖被氧化生成葡萄糖酸和H₂O₂，形成富H₂O₂的微環(huán)境。產生的H₂O₂被釋放的Mn²⁺催化產生高毒性的?OH，殺死腫瘤細胞。釋放的胞質DNA和線粒體DNA用于雙向cGAS-STING通路的激活，刺激IFN-β分泌，以招募更多的效應T細胞至腫瘤微環(huán)境中。同時，HCQ抑制cGAS-STING通路的激活而產生的的保護性自噬，解除自噬對其的“剎車”作用，提升cGAS-STING通路激活而導致的免疫治療效果(圖1)。 

圖1. 水凝膠包載納米顆粒的合成及其免疫治療示意圖。 

  研究者以介孔硅為主要載體，基于靜電相互作用實現(xiàn)了GOx的負載，基于金屬-多酚配位化學實現(xiàn)了Mn²⁺的負載。采用脂質體納米顆粒實現(xiàn)了HCQ的高效包封。瘤內葡萄糖在GOx的催化下產生葡萄糖酸和 H₂O₂。產生的 H₂O₂ 在Mn²⁺存在時通過類芬頓反應產生高毒性的?OH，進而對腫瘤細胞起到很強的殺傷作用。將所制備納米藥物與海藻酸鹽（ALG）溶液注入腫瘤術后部位，在Ca²⁺交聯(lián)作用下，原位組裝形成水凝膠包載納米顆粒給藥體系（圖2）。

圖 2. a) GM@MSN 納米顆粒制備示意圖； b) GM@MSN 制備的驅動力，包括配位相互作用、疏水相互作用和氫鍵； c) GM@MSN 的 TEM 圖像和 EDX 圖譜； d) MSN、MSN-NH₂、M@MSN 和 GM@MSN 的 Zeta 電位； e) GOx 催化的葡萄糖和 Fenton 類反應示意圖。

圖 3. a) STING 通路激活示意圖；b) 用 PBS、LipHCQ、M@MSN、GM@MSN 或 H/GM@MSN 培養(yǎng) 4T1 細胞后，STING 通路蛋白的 Western 印跡分析。Elisa分析c) IFN-β、d) TNF-α、e) IL-6 的分泌；f) HCQ 增強 STING 通路示意圖；g) 不同 NPs 培養(yǎng) 24 小時后 4T1 細胞中自噬指示蛋白（即 LC3B 和 SQSTM1/p62）的表達； h) 不同處理 24 小時后 4T1 細胞中自噬小體的電鏡圖像。

圖 4.  a) 抑制腫瘤復發(fā)的免疫療法示意圖；b) 治療期間小鼠體重的變化；c) PBS、H@Gel、M@Gel、GM@Gel 和 H/GM@Gel （GOx：3 mg/kg；HCQ：10 mg/kg）治療后腫瘤體積的變化 d) 和腫瘤重量的變化；e) 不同治療后復發(fā)腫瘤的照片；f) 不同治療后復發(fā)腫瘤組織的 H&E 和 Ki67 染色圖像；g) 抑制肺轉移瘤的免疫療法示意圖；h) 不同治療后小鼠的生存曲線； i) 肺轉移瘤圖片；j) 肺轉移瘤定量分析；k) 不同治療后轉移性肺結節(jié)的 H&E 染色。

  為了證明自噬抑制可以增強STING通路激活引起的抗腫瘤免疫，研究者測定了腫瘤內免疫細胞的浸潤。與其他組相比，H/GM@Gel 組誘導輔助T淋巴細胞（CD3+D4+）和細胞毒性T細胞（CD3+CD8+）的比例最高。這是由于CDT顯著增強Mn²⁺的STING通路激活加之HCQ解除對STING通路的“剎車”，釋放較多IFN-β及促炎因子刺激DC成熟以招募更多細胞毒性T細胞的結果。同時，相對于所有治療組，H/GM@Gel 組誘導的成熟DC數量也是最多的。此外，與PBS組相比，H/GM@Gel組可顯著降低MDSC和Tregs的比例。研究者進一步分析了TME內效應記憶細胞的比值，結果顯示H/GM@Gel治療組產生的TEM水平是PBS治療組的2.37倍。這些結果進一步表明，H/GM@Gel可以有效地增強抗腫瘤免疫應答，并誘導長期免疫記憶效應，預防腫瘤復發(fā)和轉移。

  總的來說，本工作設計了一個由水凝膠包載的H/GM@Gel治療平臺，該體系可持續(xù)釋放GOx和Mn²⁺，通過CDT在腫瘤細胞中有效地產生ROS，釋放大量胞質dsDNA和線粒體dsDNA，從而與Mn²⁺結合加速和放大STING通路的激活，增強先天免疫。此外，由于STING通路的激活而產生的保護性自噬被HCQ切斷，可進一步擴大了STING通路激活產生的抗腫瘤免疫反應。同時，CDT可有效誘導ICD，釋放腫瘤細胞抗原，刺激DC成熟并招募更多的T細胞進一步殺傷腫瘤。通過這兩種作用的協(xié)同，H/GM@Gel已被證明在腫瘤中具有優(yōu)越的STING通路激活作用。由于STING通路的激活，有效的I型IFN應答和抗原特異性T細胞應答被激活，從而對術后腫瘤的復發(fā)和轉移產生顯著的抑制作用。綜上所述，H/GM@Gel在4T1荷瘤小鼠模型中顯示出有效的腫瘤生長抑制作用，在促進抗腫瘤免疫治療方面具有潛在的臨床應用價值。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.148211