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中山大学 | 纳米脂质体可通过焦亡和cGAS-STING活化增强TNBC治疗中的抗肿瘤免疫效果
吉满生物
2024-10-12

研究背景


乳腺癌是世界上最常见的恶性肿瘤,其中三阴性乳腺癌(TNBC)是一种难以治愈的类型,由于缺乏靶向药物,目前化疗仍是TNBC治疗的主要手段。


虽然免疫治疗策略在治疗各种癌症方面已显示出令人鼓舞的结果,然而,TNBC细胞通过降低其免疫原性来逃避宿主免疫系统,而免疫原性降低了肿瘤内细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的浸润,化疗有时可通过释放损伤相关的分子模式分子(DAMPs)诱导免疫原性凋亡,增强肿瘤的免疫原性。然而,大多数化疗呈“无声死亡”过程,导致免疫反应微弱。


焦亡是细胞程序性死亡的一种促炎形式,它依赖于Gasdermin N端蛋白形成的质膜孔,最终释放大量的细胞内容物并引起有效的免疫应答。例如,化疗通常通过上调caspase-3的表达来诱导肿瘤细胞凋亡。如果肿瘤细胞表达GSDME, caspase-3可以将GSDME裂解至GSDME-C(GSDME C-末端)和GSDME- N (GSDME N -末端),使非炎性化疗诱导的细胞凋亡转化为炎性焦亡,激活抗肿瘤免疫。然而,GSDME在包括TNBC在内的许多癌症中被下调,即使在cleaved caspase-3过表达后也能阻止细胞焦亡。


文献来源


2023年5月,中山大学帅心涛课题组在《NANO LETTERS》期刊发表文章:Nanodrug Augmenting Antitumor Immunity for Enhanced TNBC Therapy via Pyroptosis and cGAS-STING Activation。


该团队构建了一种新型纳米脂质体(GM@LR),并利用其将表达GSDME的质粒和羰基锰(MnCO)共同递送到TNBC细胞中。在H2O2存在下,MnCO生成Mn2+和一氧化碳(CO)。CO活化的caspase-3切割表达的GSDME,使凋亡转化为焦亡。此外,Mn2+通过激活STING信号通路促进树突状细胞(DCs)的成熟。瘤内成熟树突状细胞比例增加,细胞毒性淋巴细胞大量浸润,引发强烈地免疫反应从而有效抑制肿瘤的生长。


MnCO/pGSDME纳米载体的制备(GM@L)示意图


纳米脂质体的特性


经测定表明GM@LR在H2O2存在下可以形成稳定的纳米复合物并生成CO。CO可触发凋亡通路,纳米药物内化后可诱导肿瘤细胞凋亡。


通过YOYO-1标记的pGSDME(绿色)来跟踪GM@LR通过4T1细胞的内在化,结果显示内化的GYOYO- 1M@LR纳米颗粒最初被转运到溶酶体,然后pGSDME被转运到细胞核(图1H和I)。由于MnCO产生的CO在细胞内的积累可以通过促进ROS的生成来诱导细胞凋亡。因此作者通过CLSM和流式细胞仪使用DCFH-DA探针测量细胞内ROS水平,GM@LR组处理后的细胞中ROS相关荧光最强。


图1  纳米药物的特性及其在细胞中的行为


项目研究


装载MnCO的纳米治疗(M@LR和GM@LR)导致4T1细胞活力降低(图2A)。GM@LR与M@LR相比也没有增加细胞死亡率,这表明添加pGSDME并不会导致额外的细胞毒性。在MnCO纳米药物处理的4T1细胞中检测到活化的caspase-3(图2D)。此外,经GM@LR处理的细胞表现出典型的细胞焦亡迹象,即肿胀和细胞膜破裂(红色箭头表示),GSDME- N蛋白表达显著增加。仅在GM@LR处理后的培养基中,乳酸脱氢酶(LDH)水平显著升高(图2G),进一步证实了细胞发生了焦亡。随后分析了GM@LR治疗后HMGB1和ATP水平均显著增加。


为了监测纳米药物对树突状细胞成熟的影响,将未成熟的骨髓来源树突状细胞(BMDCs)与处理后的4T1细胞的上清液一起培养。GM@LR组成熟DC (CD80+/CD86+)的百分比显著增加(图2K),MHC-II表达也显著上调(图3L),即表明DC成熟,抗原呈递能力增强。如图2M所示,装载MnCO纳米药物的BMDCs (M@LR和GM@LR)中,STING水平下调,cGAS和p-IRF3水平明显上调,表明cGAS-STING信号通路被激活。


以上得出,GM@LR诱导焦亡的4T1细胞释放大量内源性DAMPs(HMGB1和ATP)和上调CRT,随着Mn2+激活cGAS-STING信号通路,成熟DCs的比例增加(图2N)。


图2  纳米药物的体外细胞毒性、细胞焦亡和STING诱导


当原位肿瘤生长到约50mm3时,用不同的制剂(PBS、G@LR、M@LR和GM@LR)处理小鼠,并根据肿瘤体积和重量评价其抗肿瘤活性。如图3F−H所示,使用GM@LR治疗对肿瘤生长的抑制最大,这与最长的生存期相吻合(图3I)。此外,GM@LR对Ki67阳性细胞的抑制作用也最为明显(图3J)。进一步分析了GSDME-N在肿瘤组织中的表达。GSDME在装载pGSDME纳米药物的肿瘤中表达(G@LR和GM@LR),而GSDME- N仅在GM@LR组中表达(图3K)。因此,GM@LR诱导的肿瘤焦亡导致DAMPs暴露,可能导致更强的抗肿瘤作用。


图3  原位乳腺肿瘤小鼠的抗肿瘤作用


为了进一步证实GM@LR的抗肿瘤作用是一种有效的免疫反应的结果,随后测量了不同组的肿瘤免疫微环境。如图4所示GM@LR组中成熟的TIDC比例最高,对应的肿瘤内CD8+ T细胞比例也最高。其次,由于Mn2+促进TIDC的成熟,GM@LR诱导的焦亡在肿瘤部位引起了强烈的局部免疫反应,并转化为显著的肿瘤消退。通过建立了4T1肺转移模型来证实GM@LR还能激发抗肿瘤免疫记忆,有效地防止肿瘤转移。


图4  原位乳腺癌的免疫激活


肝转移是乳腺肿瘤常见的临床症状。作者建立了肝内转移瘤模型(图5A)。静脉注射GM@LR后,MRI T1加权像(T1WI)增强信号检测到界限清楚的高信号肝内转移瘤(图5B),提示GM@LR可以帮助MRI监测转移。术后3天对肝内转移瘤小鼠进行治疗(图5C),在GM@LR处理小鼠中检测到最低的荧光素酶信号,表明这种纳米药物有效地抑制了肝内转移性4T1肿瘤的生长。H&E染色也证实了GM@LR对肿瘤抑制最大,细胞凋亡显著(图5D)。同时,GM@LR治疗可显著延长了荷瘤小鼠的生存时间(图5E),CD80+CD86+成熟DC在转移瘤中的比例增加,肿瘤浸润性CD8+ T细胞增加(图5F,G),瘤内Treg减少(图5H,I)。总而言之,GM@ LR通过增强免疫反应对肝内转移瘤产生明显的抑制作用。


图5  转移性肝肿瘤的抗肿瘤作用


综上所述,该课题开发了一种PEG-cRGD修饰脂质体,包封MnCO和pGSDME,用于靶向治疗TNBC。


PEG-cRGD表面修饰不仅提高了其稳定性,而且增强了其靶向肿瘤的能力。在内源性高水平H2O2存在的4T1细胞中,被包裹的MnCO分解为Mn2+和CO,导致caspase-3激活。活化的caspase-3裂解全长GSDME诱导细胞凋亡,最终释放出大量的DAMPs。此外,Mn2+通过激活TIDC中的cGAS-STING通路增强了凋亡触发的抗肿瘤反应。这些协同作用显著抑制了原位和肝内转移性乳腺肿瘤的生长。


本研究提供了一种可能的策略,通过焦亡和cGAS-STING信号激活诱导抗肿瘤反应,同时结合免疫治疗和MRI诊断。


吉满助力


本实验中所用GSDME过表达质粒均由吉满生物构建。

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免费咨询电话:400-627-9288




文献原文

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c01008


原文引用

“GSDME plasmid and GFP plasmid were established by

Genomeditech (Shanghai, China)Co.,Ltd (Shanghai, China).The mouse GSDME plasmid(gene ID: NM_018769.4) was established by Genomeditech (Shanghai) with the vector pcDNA3.1(+).”

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靶点一览
2026-09-24
CNR1(CB1):曾因"自杀风险"沉寂,如今重回减重赛道
利莫那班退市之后,CB1沉寂了近二十年。如今,这个靶点上有了新进展。

2008年,赛诺菲的利莫那班(rimonabant,商品名Acomplia)因抑郁、自杀相关风险等神经精神安全性问题在欧洲暂停销售,2009年正式撤销上市许可,FDA也始终未批准其上市[1,2,3]。此后,CB1减重药物的开发长期停摆。

近年来,incretin类药物已经大幅提高了肥胖治疗的效果,但仍有患者疗效不足、无法耐受,或者停药后体重反弹,非incretin靶点因此还有开发价值[4]。而外周CB1调控的减重活性日前在人体研究中得到验证,让这个沉寂已久的靶点再次进入产业界视野。

2026年9月14日,Corbus Pharmaceuticals公布口服外周限制性CB1反向激动剂CRB-913的CANYON-1研究(1b期)阳性顶线数据。20 mg、40 mg和60 mg三个剂量组都观察到具有统计学显著性的减重效果,截至第12周未见明显平台期;60 mg组第12周LS均数体重下降5.0%,完成研究的受试者中44.4%减重至少5%,最高个体减重达到13.4%[5]。

安全性上,188名接受CRB-913治疗的受试者中,没有报告严重或重度精神类不良事件,也没有报告自杀倾向,精神类不良事件以轻至中度为主[5]。外周限制能否既保住减重活性、又降低中枢风险,是CB1重启开发需要回答的核心问题之一,而这批数据给出了积极的早期临床信号。
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2026-09-18
IL-5靶点,进入收获期
2026年6月23日,葛兰素史克宣布,国家药品监督管理局已批准美泊利珠单抗注射液(新可来®)用于成人和12岁及以上青少年无明确的非血液学继发性病因的高嗜酸性粒细胞增多综合征(HES)的治疗。

这是美泊利珠单抗在中国拿下的第五个适应症。此前,该药已覆盖重度嗜酸粒细胞性哮喘、EGPA、CRSwNP及嗜酸性粒细胞表型COPD,其中COPD适应症于2026年1月获批,成为中国首个用于COPD的月度给药生物药。

把时间线拉长,IL-5靶点正处在集中收获期,近一年获批节奏如下:

2025年12月,GSK 的超长效 IL-5 单抗德莫奇单抗(depemokimab,Exdensur)在英国获全球首次批准,随后在欧洲和美国获批,给药间隔拉长到每半年一次,是全球首个半年一针的 IL-5 单抗;2026年3月25日,它在中国获批嗜酸粒细胞性哮喘和 CRSwNP。

2025年12月和2026年5月,阿斯利康的本瑞利珠单抗(benralizumab,凡舒卓)在中国相继获批 EGPA 和 HES 新适应症。它的 HES 获批基于国际多中心 III 期 NATRON 研究:与安慰剂相比,患者至首次恶化或复发的时间显著延长,发作风险降低 65%,年复发率从 1.23 次降至 0.41 次。

2025年,美泊利珠单抗全球销售额 26.51 亿美元,本瑞利珠单抗 19.81 亿美元。

美泊利珠单抗是一款 first-in-class 抗 IL-5 人源化单克隆抗体,也是全球首个获批的抗 IL-5 单抗。它验证了 IL-5 长效抑制这条路线走得通:靶点能成药,也为该靶点在多适应症拓展与联合治疗中的后续研发提供了重要方向。
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2026-09-11
DLL3再度崛起:从“折戟”走向一线
2026年8月31日,再鼎医药在 Clinicaltrials.gov 注册了 ZL-1310 联合 PD-L1 抗体一线治疗广泛期小细胞肺癌(ES-SCLC)的全球三期临床试验,拟入组 530 例患者,预计 2030 年 6 月完成初步分析[1]。这是 ZL-1310 的第二项三期临床。去年 10 月,再鼎已启动其单药对照研究者选择化疗、后线治疗小细胞肺癌的中美三期研究(DLLEVATE,计划入组 480 例)[2]。

从 2024 年 1 月美国首例患者入组,到如今两项全球三期同步推进,ZL-1310 只用了不到两年。它背后的靶点 DLL3,几年前还一地鸡毛,如今重新站到了小细胞肺癌治疗的舞台。
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中山大学 | 纳米脂质体可通过焦亡和cGAS-STING活化增强TNBC治疗中的抗肿瘤免疫效果
吉满生物
2024-10-12

研究背景


乳腺癌是世界上最常见的恶性肿瘤,其中三阴性乳腺癌(TNBC)是一种难以治愈的类型,由于缺乏靶向药物,目前化疗仍是TNBC治疗的主要手段。


虽然免疫治疗策略在治疗各种癌症方面已显示出令人鼓舞的结果,然而,TNBC细胞通过降低其免疫原性来逃避宿主免疫系统,而免疫原性降低了肿瘤内细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的浸润,化疗有时可通过释放损伤相关的分子模式分子(DAMPs)诱导免疫原性凋亡,增强肿瘤的免疫原性。然而,大多数化疗呈“无声死亡”过程,导致免疫反应微弱。


焦亡是细胞程序性死亡的一种促炎形式,它依赖于Gasdermin N端蛋白形成的质膜孔,最终释放大量的细胞内容物并引起有效的免疫应答。例如,化疗通常通过上调caspase-3的表达来诱导肿瘤细胞凋亡。如果肿瘤细胞表达GSDME, caspase-3可以将GSDME裂解至GSDME-C(GSDME C-末端)和GSDME- N (GSDME N -末端),使非炎性化疗诱导的细胞凋亡转化为炎性焦亡,激活抗肿瘤免疫。然而,GSDME在包括TNBC在内的许多癌症中被下调,即使在cleaved caspase-3过表达后也能阻止细胞焦亡。


文献来源


2023年5月,中山大学帅心涛课题组在《NANO LETTERS》期刊发表文章:Nanodrug Augmenting Antitumor Immunity for Enhanced TNBC Therapy via Pyroptosis and cGAS-STING Activation。


该团队构建了一种新型纳米脂质体(GM@LR),并利用其将表达GSDME的质粒和羰基锰(MnCO)共同递送到TNBC细胞中。在H2O2存在下,MnCO生成Mn2+和一氧化碳(CO)。CO活化的caspase-3切割表达的GSDME,使凋亡转化为焦亡。此外,Mn2+通过激活STING信号通路促进树突状细胞(DCs)的成熟。瘤内成熟树突状细胞比例增加,细胞毒性淋巴细胞大量浸润,引发强烈地免疫反应从而有效抑制肿瘤的生长。


MnCO/pGSDME纳米载体的制备(GM@L)示意图


纳米脂质体的特性


经测定表明GM@LR在H2O2存在下可以形成稳定的纳米复合物并生成CO。CO可触发凋亡通路,纳米药物内化后可诱导肿瘤细胞凋亡。


通过YOYO-1标记的pGSDME(绿色)来跟踪GM@LR通过4T1细胞的内在化,结果显示内化的GYOYO- 1M@LR纳米颗粒最初被转运到溶酶体,然后pGSDME被转运到细胞核(图1H和I)。由于MnCO产生的CO在细胞内的积累可以通过促进ROS的生成来诱导细胞凋亡。因此作者通过CLSM和流式细胞仪使用DCFH-DA探针测量细胞内ROS水平,GM@LR组处理后的细胞中ROS相关荧光最强。


图1  纳米药物的特性及其在细胞中的行为


项目研究


装载MnCO的纳米治疗(M@LR和GM@LR)导致4T1细胞活力降低(图2A)。GM@LR与M@LR相比也没有增加细胞死亡率,这表明添加pGSDME并不会导致额外的细胞毒性。在MnCO纳米药物处理的4T1细胞中检测到活化的caspase-3(图2D)。此外,经GM@LR处理的细胞表现出典型的细胞焦亡迹象,即肿胀和细胞膜破裂(红色箭头表示),GSDME- N蛋白表达显著增加。仅在GM@LR处理后的培养基中,乳酸脱氢酶(LDH)水平显著升高(图2G),进一步证实了细胞发生了焦亡。随后分析了GM@LR治疗后HMGB1和ATP水平均显著增加。


为了监测纳米药物对树突状细胞成熟的影响,将未成熟的骨髓来源树突状细胞(BMDCs)与处理后的4T1细胞的上清液一起培养。GM@LR组成熟DC (CD80+/CD86+)的百分比显著增加(图2K),MHC-II表达也显著上调(图3L),即表明DC成熟,抗原呈递能力增强。如图2M所示,装载MnCO纳米药物的BMDCs (M@LR和GM@LR)中,STING水平下调,cGAS和p-IRF3水平明显上调,表明cGAS-STING信号通路被激活。


以上得出,GM@LR诱导焦亡的4T1细胞释放大量内源性DAMPs(HMGB1和ATP)和上调CRT,随着Mn2+激活cGAS-STING信号通路,成熟DCs的比例增加(图2N)。


图2  纳米药物的体外细胞毒性、细胞焦亡和STING诱导


当原位肿瘤生长到约50mm3时,用不同的制剂(PBS、G@LR、M@LR和GM@LR)处理小鼠,并根据肿瘤体积和重量评价其抗肿瘤活性。如图3F−H所示,使用GM@LR治疗对肿瘤生长的抑制最大,这与最长的生存期相吻合(图3I)。此外,GM@LR对Ki67阳性细胞的抑制作用也最为明显(图3J)。进一步分析了GSDME-N在肿瘤组织中的表达。GSDME在装载pGSDME纳米药物的肿瘤中表达(G@LR和GM@LR),而GSDME- N仅在GM@LR组中表达(图3K)。因此,GM@LR诱导的肿瘤焦亡导致DAMPs暴露,可能导致更强的抗肿瘤作用。


图3  原位乳腺肿瘤小鼠的抗肿瘤作用


为了进一步证实GM@LR的抗肿瘤作用是一种有效的免疫反应的结果,随后测量了不同组的肿瘤免疫微环境。如图4所示GM@LR组中成熟的TIDC比例最高,对应的肿瘤内CD8+ T细胞比例也最高。其次,由于Mn2+促进TIDC的成熟,GM@LR诱导的焦亡在肿瘤部位引起了强烈的局部免疫反应,并转化为显著的肿瘤消退。通过建立了4T1肺转移模型来证实GM@LR还能激发抗肿瘤免疫记忆,有效地防止肿瘤转移。


图4  原位乳腺癌的免疫激活


肝转移是乳腺肿瘤常见的临床症状。作者建立了肝内转移瘤模型(图5A)。静脉注射GM@LR后,MRI T1加权像(T1WI)增强信号检测到界限清楚的高信号肝内转移瘤(图5B),提示GM@LR可以帮助MRI监测转移。术后3天对肝内转移瘤小鼠进行治疗(图5C),在GM@LR处理小鼠中检测到最低的荧光素酶信号,表明这种纳米药物有效地抑制了肝内转移性4T1肿瘤的生长。H&E染色也证实了GM@LR对肿瘤抑制最大,细胞凋亡显著(图5D)。同时,GM@LR治疗可显著延长了荷瘤小鼠的生存时间(图5E),CD80+CD86+成熟DC在转移瘤中的比例增加,肿瘤浸润性CD8+ T细胞增加(图5F,G),瘤内Treg减少(图5H,I)。总而言之,GM@ LR通过增强免疫反应对肝内转移瘤产生明显的抑制作用。


图5  转移性肝肿瘤的抗肿瘤作用


综上所述,该课题开发了一种PEG-cRGD修饰脂质体,包封MnCO和pGSDME,用于靶向治疗TNBC。


PEG-cRGD表面修饰不仅提高了其稳定性,而且增强了其靶向肿瘤的能力。在内源性高水平H2O2存在的4T1细胞中,被包裹的MnCO分解为Mn2+和CO,导致caspase-3激活。活化的caspase-3裂解全长GSDME诱导细胞凋亡,最终释放出大量的DAMPs。此外,Mn2+通过激活TIDC中的cGAS-STING通路增强了凋亡触发的抗肿瘤反应。这些协同作用显著抑制了原位和肝内转移性乳腺肿瘤的生长。


本研究提供了一种可能的策略,通过焦亡和cGAS-STING信号激活诱导抗肿瘤反应,同时结合免疫治疗和MRI诊断。


吉满助力


本实验中所用GSDME过表达质粒均由吉满生物构建。

了解更多质粒构建,病毒包装,稳转株构建,敲除细胞株,报告基因检测等相关服务。欢迎访问吉满生物官网:www.genomeditech.com

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文献原文

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c01008


原文引用

“GSDME plasmid and GFP plasmid were established by

Genomeditech (Shanghai, China)Co.,Ltd (Shanghai, China).The mouse GSDME plasmid(gene ID: NM_018769.4) was established by Genomeditech (Shanghai) with the vector pcDNA3.1(+).”

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