细胞膜包被纳米载Toll样受体4激动剂囊泡调控肿瘤相关巨噬细胞极化治疗骨肉瘤的研究

来源：中华骨科杂志2023年第12期北京时间：

作者：黄欣,张志才,邵增务

单位：华中科技大学同济医学院附属协和骨科医院,华中科技大学同济医学院附属协和骨科医院,华中科技大学同济医学院附属协和医院

摘要：目的 制备靶向递送Toll样受体4（Toll-like receptor 4，TLR4）激动剂的细胞膜包被纳米囊泡，探讨其诱导肿瘤相关巨噬细胞极化治疗骨肉瘤的作用及其机制。方法 通过聚碳酸酯膜挤出器制备载TLR4激动剂的细胞膜包被纳米囊泡，利用透射电镜和粒度仪检测其形状及粒径，并测量和计算纳米囊泡对TLR4激动剂的载药性能。将载TLR4激动剂纳米囊泡应用DiD红色荧光染料标记后与巨噬细胞体外共孵育培养，通过共聚焦荧光显微镜检测纳米囊泡对巨噬细胞的靶向性及调控巨噬细胞功能的作用。体外细胞实验中构建细胞共培养体系，未处理组、TLR4激动剂组、载TLR4激动剂纳米囊泡组分别处理上层巨噬细胞后，收集下层骨肉瘤细胞进行CCK-8、克隆形成实验，评估对骨肉瘤细胞活力、增殖等功能的影响。动物实验中构建小鼠骨肉瘤皮下移植瘤模型，将小鼠随机分为未处理组、TLR4激动剂组、载TLR4激动剂纳米囊泡组。尾静脉注射后利用小动物活体成像实验观察纳米囊泡的体内肿瘤靶向性，连续检测计算肿瘤组织的体积。取皮下移植瘤切片染色标记巨噬细胞相关标志物，评估其对巨噬细胞极化的作用；切片行TUNEL荧光染色观察骨肉瘤细胞凋亡水平。结果 透射电镜显示载TLR4激动剂纳米囊泡呈圆形，粒径约200 nm。0.05 mg TLR4激动剂与0.1 mg纳米囊泡共孵育是制备载药纳米囊泡的最佳条件，包封率约35%，载药量约0.11 mg/mg，可高效装载递送TLR4激动剂。共聚焦荧光显微镜显示DiD标记的载TLR4激动剂纳米囊泡在巨噬细胞中明显聚积，且M1型巨噬细胞标志物（iNOS）荧光明显增强，可诱导巨噬细胞发生M1型极化。体外细胞实验光镜下可见载TLR4激动剂纳米囊泡组骨肉瘤细胞数量明显减少，细胞皱缩、变圆；CCK-8、克隆形成实验显示，相比未处理组和TLR4激动剂组，载TLR4激动剂纳米囊泡组骨肉瘤细胞活力、增殖能力明显降低。小动物活体成像实验显示载TLR4激动剂纳米囊泡在体内肿瘤组织局部富集，而在全身其他脏器无分布。载TLR4激动剂纳米囊泡组肿瘤组织生长明显被抑制，取皮下移植瘤切片染色显示M1型巨噬细胞标志物（iNOS）荧光明显增强（iNOS相对荧光强度为3.27±0.19），而M2型巨噬细胞标志物（CD163）荧光明显下降（CD163相对荧光强度为0.14±0.04）。TUNEL荧光染色显示骨肉瘤细胞凋亡水平明显升高（TUNEL相对荧光强度为9.53±0.21）。结论 细胞膜包被纳米载TLR4激动剂囊泡可靶向递送TLR4激动剂至骨肉瘤肿瘤组织，诱导肿瘤相关巨噬细胞极化，重塑肿瘤免疫抑制微环境，促进骨肉瘤细胞凋亡，从而杀伤骨肉瘤。

关键词：骨肉瘤;肿瘤微环境;细胞外囊泡;Toll样受体4;巨噬细胞

基金资助：国家自然科学基金\u003C\u002Ffunding-source\u003E\u003Caward-id\u003E82203059