Bioactive Materials
肿瘤代谢重编程与抗肿瘤免疫激活的声遗传学纳米平台
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该研究开发了一种新型声遗传学响应的纳米平台GO/BCT:Mn，能够在超声刺激下同步调控肿瘤代谢并激活抗肿瘤免疫反应。通过调控线粒体膜电位和NADH/NAD+平衡，该材料可有效诱导线粒体自噬和肿瘤细胞凋亡，并促进CD4+/CD8+ T细胞及成熟树突状细胞的浸润，为代谢-免疫协同癌症治疗提供了新策略。
文献概述
本文《Sonogenic malate depleting modulator for tumor metabolic reprogramming and antitumor immune activation》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了肿瘤代谢与免疫系统之间的复杂相互作用，并提出了一种基于石墨烯氧化物和钛酸钡锰纳米颗粒的声遗传学调控策略。研究聚焦于线粒体膜电位（MMP）与malate/aspartate穿梭途径在肿瘤细胞能量代谢中的核心作用，以及如何通过外源性超声刺激实现malate水平的下降，从而影响线粒体功能和抗肿瘤免疫应答。
背景知识
Malate是三羧酸循环（TCA cycle）中的关键代谢中间体，其通过malate/aspartate穿梭系统对维持线粒体膜电位、能量稳态及细胞增殖具有重要作用。当前研究中，肿瘤细胞对malate的依赖性使其成为潜在的治疗靶点。然而，传统malate脱氢酶抑制剂（如白藜芦醇、槲皮素等）在体内易代谢、生物利用度低，限制了其在肿瘤治疗中的应用。此外，线粒体自噬（mitophagy）和免疫微环境调控在肿瘤治疗中日益受到关注，但如何在不引起全身毒性的情况下精准干预肿瘤代谢并激活免疫仍是一个重大挑战。本研究通过构建具有压电响应的GO/BCT:Mn纳米颗粒，结合超声调控，实现对肿瘤细胞malate代谢的特异性干扰，同时激活抗肿瘤免疫应答，为开发新型代谢-免疫协同治疗策略提供了理论和实验依据。
研究方法与实验
研究人员合成了一种新型压电纳米材料GO/BCT:Mn，通过两步法结合石墨烯氧化物（GO）与Ca/Mn共掺杂的BaTiO3（BCT:Mn）纳米颗粒。该材料在超声刺激下产生电子-空穴对，电子还原H+为H2，降低MMP并诱导线粒体功能障碍；空穴则将NADH氧化为NAD+，抑制草酰乙酸（OAA）向malate的转化，从而干扰malate/aspartate穿梭路径，抑制肿瘤细胞能量代谢。进一步通过体外细胞实验、肿瘤球体模型及小鼠模型评估其对细胞活力、线粒体膜电位、自噬、凋亡等的影响，并结合转录组及流式细胞术分析免疫微环境变化。
关键结论与观点
研究意义与展望
本研究为肿瘤代谢与免疫协同干预提供了新的纳米平台，通过超声响应的压电材料实现malate代谢的精确调控，同时激活抗肿瘤免疫。未来可进一步优化材料的生物相容性与靶向性，并探索其在多种肿瘤模型中的应用，为代谢调控与免疫治疗的联合策略提供转化基础。
结语
本文报道了一种基于GO/BCT:Mn的声遗传学纳米平台，该材料在超声刺激下通过调控malate代谢和线粒体膜电位，有效诱导肿瘤细胞凋亡并激活抗肿瘤免疫反应。研究通过材料合成、细胞实验、动物模型等多层次手段验证了该策略的可行性与有效性，为肿瘤代谢-免疫协同治疗提供了新思路。未来研究可进一步评估该材料的长期毒性及体内稳定性，拓展其在其他癌症类型中的应用。
