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最新研究成果 | 4166am金沙信心之选蒯锐课题组与合作者在Science Advances发表题为“精准调控和使用活性氧用于免疫治疗”的综述文章

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4166am金沙信心之选蒯锐课题组与合作者在Science Advances发表题为“精准调控和使用活性氧用于免疫治疗”的综述文章


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活性氧(ROS)如过氧化氢(H2O2)、单线态氧(1O2)、羟自由基(•OH)和超氧阴离子(·O2-)等是机体内正常氧代谢的一类产物。ROS可以作为信号分子参与调节细胞的多种生理功能,其产生和清除也受到严格的调控以维持稳态。近年来,随着免疫疗法的不断发展,ROS在调节免疫系统功能以及增强免疫疗法中的作用逐渐受到人们的关注。在这篇综述中,作者系统梳理了ROS的免疫调节功能、利用生物材料精准调控ROS治疗不同疾病(如感染性疾病、肿瘤、自身免疫疾病)、以及ROS响应性生物材料用于调控免疫药物递送等相关研究,并针对这一领域面临的挑战以及未来需要深入研究的问题进行了探讨和展望。


研究内容

ROS能够直接影响病原体、癌细胞以及多种免疫细胞的活性,从而在病原体感染、癌症以及自身免疫疾病的治疗中发挥重要作用。ROS除了可以直接杀死病原体和有害细胞以外,还能够以多种方式影响宿主的免疫反应。例如ROS介导的对病原体或癌细胞的杀伤会进一步释放病原体相关分子模式(PAMP)或损伤相关分子模式(DAMP)间接激活免疫系统,从而产生针对病原体或肿瘤细胞的免疫保护。然而过量且不受控的ROS可能会在体内引发有害的氧化应激反应,产生异常的炎症或者自身免疫疾病。目前已有许多不同形式的生物材料(尤其是纳米递送载体)被开发出来以精准调控ROS水平,它们在提高治疗效果的同时可降低系统毒性(图1)

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图1:具有ROS调节功能的生物材料在肿瘤抑制中的作用


除了作为免疫调节剂以外,ROS 还可用于控制其他免疫治疗药物(如小分子和核酸)的递送行为(图2)。一种策略是利用具有ROS响应性化学结构的生物材料在内源性组织或细胞中的高浓度ROS刺激下特异性地释放免疫调节药物;另一种策略则是使用外部刺激(如电离辐射、激光、超声波)以提高局部组织或细胞中的ROS水平,进而改变组织层面的微环境(如增加内皮细胞粘附分子表达)提高药物靶向递送或改变亚细胞层面的微环境(如增加内吞体膜通透性)提高药物向细胞质递送效率等。

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图2:ROS响应性生物材料通过调控药物的精准释放增强免疫治疗


基于ROS精准调控的疾病治疗方法已经在大量临床前模型中显示出可观的应用前景,一些疗法已进入临床阶段甚至获得了监管部门的批准用于临床治疗,但是将这些疗法进一步拓展到更具挑战性的疾病类型(如脑癌等深部肿瘤)仍然面临许多挑战。例如体内ROS水平的时空特异性的精准调控、不同种类的ROS作用机制的解析、安全有效的ROS响应型生物材料的开发等都是亟需解决的问题。作者认为克服以上挑战将有助于进一步促进基于ROS调控的治疗策略的临床转化。


4166am金沙信心之选蒯锐研究员为本文的通讯作者,哈佛医学院Nitin Joshi助理教授和Jeffrey M. Karp教授为本文的共同通讯作者。蒯锐课题组博士研究生李昕艳、哈佛医学院已出站博士后Jingjing Gao为本文的第一作者。蒯锐课题组博士研究生吴程程、张若诗、何嘉、已出站博士后王超钰等人为本文的撰写做出了重要贡献。

ACKNOWLEDGEMENTS



原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl0479



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