武汉大学张先正教授团队ACS Nano：阳离子磁性纳米颗粒可激活自然杀伤细胞以治疗胶质母细胞瘤

血脑屏障（BBB）和胶质母细胞瘤（GBM）的免疫抑制微环境严重阻碍了自然杀伤（NK）细胞的浸润和活性，从而降低了它们在GBM治疗中的临床疗效。

为了应对这一挑战，武汉大学张先正教授等人引入了一种工程化的活材料HEFDS-NK细胞，旨在增强NK细胞穿过血脑屏障的渗透性，并提高其对GBM的细胞毒性。HEFDS包含使用阳离子聚乙烯亚胺（PEI）、硒代半胱氨酸（Sec）和透明质酸钠（HA）修饰的磁性纳米粒子，并与NK细胞共培养形成HEFDS-NK-细胞。在HA和磁铁靶向的帮助下，HEFDS-NK细胞可以有效地穿过BBB并定位在GBM位点。此外，PEI可增强NK细胞上C-X-C趋化因子受体4型（CXCR4）和C-C趋化因子接收器4型（CCR4）的表达，从而提高其对GBM的识别和细胞毒性。此外，Sec可增强NK细胞对GBM免疫活性。在识别GBM后，活化的HEFDS-NK细胞可产生Granzyme B、Perforin和IFN-γ，最终实现GBM的有效治疗。相关工作以“Cationic Magnetic Nanoparticles Activate Natural Killer Cells for the Treatment of Glioblastoma”为题发表在ACS Nano。

【文章要点】

快速发展的工程生物材料（ELMs）领域使用创新技术将天然生物成分与合成元素相结合。ELMs通过赋予NK细胞特定的功能和反应性，为增强NK细胞提供了一种有前景的策略，为GBM治疗提供了巨大的潜力。在此，作者开发了一种名为HEFDS-NK细胞的ELM，以应对GBM中NK细胞浸润和活性不足的挑战。通过用聚乙烯亚胺（PEI）、硒代半胱氨酸（Sec）和透明质酸钠（HA）修饰磁性纳米粒子的表面（图1），作者合成了HEFDS纳米粒子。这些修饰实现了静电相互作用，促进了带正电的HEFDS纳米颗粒吸附到带负电的NK细胞上，最终形成HEFDS-NK细胞。

图1 用聚乙烯亚胺（PEI）、硒代半胱氨酸（Sec）和透明质酸钠（HA）修饰磁性纳米粒子的表面

静脉注射后，HEFDS-NK细胞在改性HA和磁性引导的帮助下穿过血脑屏障并在GBM部位积聚。PEI修饰增强了NK细胞表面CXCR4和CCR4的表达，提高了它们对GBM的识别和细胞毒性。Sec修饰进一步提高了NK细胞的免疫活性。在识别GBM后，活化的HEFDS-NK细胞在肿瘤部位产生了升高的Granzyme B、穿孔素和IFN-γ水平，从而促进了有效的GBM治疗（图2）。本研究介绍了一种利用ELM潜力的创新方法，以克服目前NK细胞浸润和GBM治疗活性方面的挑战。

图2 阳离子磁性纳米颗粒激活自然杀伤细胞治疗胶质母细胞瘤示意图

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c11250