上海
【导读】近期的研究强调了锰离子（Mn2+）在免疫过程中的重要作用，尤其是通过激活 cGAS-STING 通路来增强抗肿瘤免疫反应。然而，给药后游离的 Mn2+ 迅速代谢，这限制了其作为免疫佐剂的有效性。
3月5日，安徽医科大学/合肥工业大学/中国科学技术大学研究团队共同在期刊《Advance Science》上发表了研究论文，题为“Implanted Microneedles Loaded with Sparfloxacin and Zinc-Manganese Sulfide Nanoparticles Activates Immunity for Postoperative Triple-Negative Breast Cancer to Prevent Recurrence and Metastasis”，本研究中，研究人员制备了含有司帕沙星（SP）和锌锰硫化物（ZMS）的透明质酸微针（MNs），用于三阴性乳腺癌（最毒乳腺癌）术后原位治疗，以预防癌症复发和对抗伤口感染。微针表现出强大的抗菌和抗生物膜特性，这对于预防术后感染至关重要。此外，这些微针产生的活性氧破坏了氧化平衡，有效地激活了免疫原性细胞死亡，并促进了细胞因子的释放。ZS显著抑制了肿瘤生长，减少了肺转移，并促进了伤口愈合。这些效果伴随着免疫细胞浸润和活化的显著增加，这与基因测序结果一致。cGAS-STING通路的激活进一步增强了抗肿瘤免疫。这些发现突显了ZS微针作为一种有效且安全的治疗方法的潜力，该方法利用Mn2+的免疫刺激特性来增强局部和全身免疫反应，以预防术后TNBC转移。
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202416270
01
研究背景
微针（MN）递送系统已成为克服锰离子疗法现有挑战的一种有前景的策略。通过增强经皮递送，微针能够促进靶向免疫调节，减少全身暴露，从而降低毒性风险，并提高基于锰的干预措施的整体治疗指数。此外，MN 平台的多功能性允许整合各种材料和配方，从而定制释放曲线，并结合其他免疫调节剂以协同增强免疫反应。研究人员使用微针在术后肿瘤部位原位递送纳米刺激剂和 Toll 样受体 9 激动剂，这有效地促进了残余肿瘤部位的免疫激活，并抑制了复发转移的可能性。因此，采用 MN 递送系统代表了锰离子在免疫治疗应用中的重大进展，为有效且安全地利用其免疫刺激特性提供了新的途径。
02
基因测序分析
在肿瘤组织中，研究人员鉴定出 3603 个差异表达基因，其中 3154 个基因表达上调，449 个基因表达下调（log2 > 1 且 p < 0.05）。在肺组织中，鉴定出 658 个差异表达基因，其中 224 个基因表达上调，434 个基因表达下调（log2 > 1 且 p < 0.05）。研究人员根据富集分数对 GO 项进行分类和排序，揭示了前 20 个最显著的 GO 项（p < 0.05）。研究显示，肿瘤组织中的生物过程（BP）主要与生长过程相关，而肺组织中的生物过程主要与免疫反应相关。此外，对差异表达基因（DEGs）进行的 KEGG 通路富集分析揭示了 20 条最显著富集（p 值最小）的信号通路。肺组织中与免疫系统相关的差异表达基因与肿瘤坏死因子（TNF）、B 细胞受体、白细胞介素 17（IL-17）以及白细胞跨内皮迁移信号通路有关。许多研究已报道，SP 主要影响细胞增殖，而 ZMS 中的锌和锰离子主要激活免疫反应。基于这些发现，研究人员假设 ZS 主要通过激活免疫信号通路来抑制乳腺癌肺转移。
乳腺癌及肺转移小鼠模型中的转录组测序变化
03
研究结论
总体而言，这项工作表明，SP 与无机纳米药物（ZMS）相结合能够实现局部稳定的锰离子（Mn2+）释放，并且结合了 SP 的抗菌特性，能够有效预防术后感染以及治疗乳腺癌术后肺转移。这种多机制的组合显著抑制了肿瘤生长，减少了肺转移，并促进了伤口愈合，这与基因测序结果一致，显示了显著的免疫细胞浸润和激活。ZS MNs 代表了一种有前景的安全有效的癌症治疗策略，具有巨大的临床转化潜力。
参考资料：
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202416270
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