Bioactive Materials | 基于富勒烯的氨基纳米平台使 VEGFR2 靶向抗血管生成和肿瘤免疫治疗具有协同作用
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详细介绍

病理性血管生成和免疫抑制限制了癌症治疗的疗效。本文报道了一种仿生纳米颗粒平台,将靶向的血管内皮生长因子受体 2(VEGFR2)与肿瘤细胞膜涂层集成。表型筛选鉴定出四氟醚[4-(氨基)哌啶-1-yl]C60 环氧化物(TAPC)为血管生成的强效抑制剂。转录组分析确认 VEGFR2 为结直肠癌(CRC)中高度表达且临床相关靶点,促使进一步的机制研究。研究发现 TAPC 能靶向 VEGFR2,降低其表达并抑制肿瘤和内皮细胞中的 PI3K-AKT 信号。为增强递送,TAPC 被包裹在多(乳酸-共乙醇酸)(PLGA)纳米颗粒中,并涂覆同源肿瘤细胞膜,生成肿瘤细胞膜包裹纳米颗粒(TAPC@CNPs)。该配方提高了稳定性,支持全身循环,促进肿瘤积累。在小鼠 CRC 模型中,TAPC@CNPs 显著抑制肿瘤生长并降低血管生成标志物,包括 VEGFR2 和 CD31。此外,治疗降低了调控 T 细胞水平,增加了 T 细胞的浸润和激活,表明抗肿瘤免疫力增强。这些发现确立了 TAPC 作为基于富勒烯的 VEGFR2 抑制剂,并证明肿瘤膜包裹纳米颗粒递送增强其抗血管生成和免疫调节效应,提供了一种纳米材料策略,既能同时靶向血管生成,也重塑肿瘤免疫微环境。
该研究以题为“Aminated fullerene-based nanoplatform enables synergistic VEGFR2-targeted anti-angiogenesis and tumor immunotherapy”发表在Bioactive Materials上。

图1. 氨化富勒烯表现出强烈的抗血管生成活性。 (a)筛选氨基化富勒烯衍生物的示意工作流程。合成的化合物在HUVEC管形成测定中进行了评估。TAPC成为主要抗血管生成候选药物,并通过替代替代医学(CAM)测定和DSWC模型进一步验证。(b)处理后HUVEC细胞形成的毛细血管样网络的代表性图像。比例杆,100微米。(C-D)HUVEC细胞中总管长的定量化。(e) 外用治疗后72小时内的CAM影像,使用TAPC(0.125-1 mM)、贝伐珠单抗(阳性对照)或PBS(对照)。圆形关注区域(ROI)表示用于血管量化的无血管区 尺度条,1毫米(f)CAM ROI内量化的血管化面积,n = 5。(g) DSWC模型中静脉注射TAPC后肿瘤血管的生命性荧光成像。 红色周期表示微血管破裂和出血进展性。比例杆,1000微米。数据以SEM平均±呈现。统计分析采用单向方差分析,采用Tukey事后检验∗∗∗∗p < 0.0001。

图2. VEGFR2是结直肠癌中关键的血管生成驱动因子和临床相关靶点。 (a)结直肠癌患者(n=1336)按VEGFR2表达高低分层的Kaplan–Meier总体生存率分析。(b)结直肠肿瘤与邻近正常组织(CRC队列)中VEGFR2表达的图;Wilcoxon 秩和检验)。(c) 人类CRC组织的单细胞RNA测序。左图:UMAP对主要细胞簇的可视化。右图:VEGFR2在群聚中的表达分布。(d) VEGFR2在内皮亚群(Endo01/Endo02)表达图与免疫细胞、成纤维细胞和上皮细胞簇的对比。

总结

本研究揭示了一种由基质硬度诱导的液-液相分离机制在血管平滑肌细胞机械转导中的关键作用。通过构建5/6肾切除诱导的动脉硬化小鼠模型,并结合聚丙烯酰胺水凝胶与可原位硬化水凝胶体系,发现基质硬度增加可显著上调EphA2表达,并促使其在细胞质中形成具有液态特征的凝聚体。该相分离过程不依赖配体结合域,主要由跨膜区介导。进一步通过免疫共沉淀与质谱分析,证实EphA2凝聚体可募集并激活ERK1/2,形成信号枢纽,进而磷酸化CREB并上调核受体NR4A3表达,最终驱动血管平滑肌细胞表型转换、增殖及钙化。NR4A3还可反向促进EphA2转录,形成正反馈环路,放大病理效应。

基于上述机制,研究设计了靶向EphA2跨膜区内在无序区域的逆向反转干扰肽,并通过VAPG修饰的脂质纳米颗粒实现血管平滑肌细胞靶向递送。在5/6肾切除小鼠模型中,该策略显著抑制了EphA2凝聚体形成,阻断下游ERK1/2-CREB-NR4A3信号轴,有效降低动脉脉搏波速度、弹性模量及胶原与钙盐沉积,改善血管僵硬度。此外,在慢性肾病、腹主动脉瘤及晚期动脉粥样硬化患者血管组织中亦观察到EphA2凝聚体的存在,且血浆EphA2水平与动脉僵硬度呈正相关,提示该机制具有临床相关性。本研究首次将液-液相分离引入血管机械转导领域,为动脉硬化及相关血管疾病的靶向干预提供了新思路。

参考消息:DOI: 10.1016/j.bioactmat.2026.03.016



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