曲晓刚Angew.：手性纳米酶对巨噬细胞的手性依赖性再设计！

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研究内容

众所周知，细胞外（而不是细胞内）自由基活性氧（ROS）在肿瘤抑制（M1）肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）极化的调节中起着不可替代的作用。然而，大多数治疗性纳米平台主要提供细胞内ROS，并在TAMs附近表现出不足的积累，这限制了基于巨噬细胞的免疫治疗效果。

中国科学院长春应用化学研究所曲晓刚设计并合成了具有过氧化物酶（POD）样和过氧化氢酶（CAT）样活性的手性MoS₂/CoS₂纳米酶，通过利用其与生物系统的手性特异性相互作用，有效调节TAMs极化并逆转肿瘤免疫抑制。与L（左旋）和DL（外消旋体）对应物相比，与D-手性（D-NPs，右旋）配位的MoS₂/CoS₂纳米颗粒显示出改善的药代动力学，具有更长的循环半衰期和更高的肿瘤积聚。该研究是作为开发手性纳米酶作为细胞外定位活性氧发生器以重新编程TAMs用于癌症免疫治疗的第一个例子。相关工作以“Chirality-Dependent Reprogramming of Macrophages by Chiral Nanozymes”为题发表在国际著名期刊Angewandte Chemie International Edition上。

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研究要点

要点1. 作者以手性半胱氨酸（D-Cys（右旋）或L-Cys（左旋））为D/DL/L形式的表面锚定配体（D-/DL-/L-NPs），合成了具有类POD和类CAT活性的手性混合金属硫化物MoS₂/CoS₂纳米酶。由于反手性介导的对生物成分的保护，D-NPs显示出改善的药代动力学特性。

要点2. 积聚在肿瘤部位的D-NPs将在D-NPs和质膜之间的异源粘附的帮助下从巨噬细胞摄取中逃逸，导致细胞外·OH的产生，增强M1表型极化。同时，手性MoS₂/CoS₂纳米酶也表现出CAT样活性，将H₂O₂分解为氧气（O₂），以缓解肿瘤缺氧，进一步促进TAMs的M1极化。相反，由于手性驱动的同源粘附，被LCys（L-NP）封端的MoS₂/CoS₂显示出更短的血液循环半衰期和更高的细胞摄取。

要点3. D-NPs促进促炎细胞因子的分泌，并最终诱导效应T细胞的激活，有效抑制肿瘤生长。

该研究为使用工程手性纳米酶定制免疫反应提供了见解，并扩展了手性纳米医学的手段。

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研究图文

图1. 手性纳米粒子的表征。

图2. 手性纳米酶催化能力的表征。

图3. 手性MoS₂/CoS₂NPs在体外诱导RAW264.7的表型重塑。

图4. 手性纳米酶的手性依赖性细胞摄取。

图5. MCS-、L-、DL-和D-NPs的血浆药代动力学。

图6. 手性纳米酶在体内的免疫刺激作用。

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文献详情

Chirality-Dependent Reprogramming of Macrophages by Chiral Nanozymes

Yu Zhang, Tingting Cui, Jie Yang, Ying Huang, Jinsong Ren, Xiaogang Qu*

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: https://doi.org/10.1002/anie.202307076