近日，生命科学技术学院邓宏章教授团队在国际顶级期刊《Journal of Controlled Release》（中科院一区TOP，IF=9.776），发表了题为“Nanomaterials targeting tumor associated macrophages for cancer immunotherapy”的综述文章。
癌症严重威胁人类生命安全。传统的治疗手段如手术、放疗和化疗等对高复发率、高转移率的癌症治疗效果有限。当前，免疫治疗引起了研究者的极大关注。癌症免疫疗法通过药物激活宿主免疫系统，在此过程中形成的免疫记忆可有效地抑制肿瘤的复发和转移。近年来，基于免疫检查点抑制剂（ICI）、嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）工程等的小规模试验取得了显著成功，极大地推动了免疫治疗的应用。然而CAR-T疗法存在一些局限性，如肿瘤浸润效率低，由于免疫编辑导致靶向抗原丢失，受免疫抑制微环境限制等。
肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在调节肿瘤生长、侵袭和转移方面都起到了重要作用。在不同的细胞环境中，TAMs可极化为M1表型（促炎、免疫刺激）和M2表型（免疫抑制性骨髓细胞），其中，M2型TAMs可作为免疫抑制性骨髓细胞促进肿瘤侵袭，通过抑制CD8+T细胞活性以促进肿瘤生长。目前，基于巨噬细胞来调节肿瘤免疫微环境的生物学策略仍处于癌症研究的最前沿。该篇综述回顾了纳米技术用于调节巨噬细胞以提高癌症免疫治疗疗效的不同策略。
文章第一部分，详细介绍了TAMs在肿瘤微环境中的生物作用。作为肿瘤微环境中重要的一类免疫细胞，TAMs在血管生成、免疫抑制、促进肿瘤侵袭和转移等方面具有重要作用。M2型TAMs可调节血管内皮生长因子（VEGF）的分泌和生物利用度，促进血管生成，进而促进肿瘤生长。同时，TAMs可通过上调缺氧诱导因子（HIFs）来响应局部实体瘤缺氧微环境，引起VEGF基因表达。M2型TAMs表面表达的信号调节蛋白α（SIRPα）与肿瘤细胞免疫抑制性跨膜蛋白CD47之间的信号传导会干扰巨噬细胞和肿瘤细胞之间的相互作用，协助肿瘤细胞逃避免疫系统监视。此外，TAMs通过分泌各种蛋白酶（如基质金属蛋白酶，丝氨酸蛋白酶和组织蛋白酶等）可导致细胞外基质和基底膜破坏，最终促进癌症侵袭和转移。
肿瘤相关巨噬细胞促进血管再生
基于TAMs在肿瘤发生发展过程中的生物学机制，文章第二部分总结了基于纳米技术靶向TAMs以诱导最佳免疫应答的种种策略，包括抑制TAMs募集到肿瘤部位，耗竭M2型TAMs，将M2型TAMs重新编程为M1型，以及阻断CD47-信号调节蛋白α（CD47-SIRPα）信号通路等。该部分还介绍了CCL2/CCR2轴、CSF1/CSF1R轴、CD47-SIRPα轴、Toll样受体等调节TAMs相关靶点的药物设计及新兴基因治疗的研究进展。此外，文章还探讨了纳米颗粒在TAMs成像中的应用。文章最后对该领域未来发展做出思考，提出应进一步了解TAMs相关信号通路及其生物学性质，同时材料设计可利用TAMs免疫刺激功能并联合多种疗法以优化巨噬细胞重编程过程。此外，还可设计构建更合适的药物或载体用于非侵入性的TAMs定向成像，进一步扩展医学成像应用。
肿瘤相关巨噬细胞重编程
邓宏章教授课题组主要从事先进功能纳米材料重大疾病免疫治疗与影像诊断，致力于构建功能性纳米材料来阐述疾病免疫过程并进行诊疗一体化。在纳米材料及技术、肿瘤免疫治疗、肿瘤精准成像等领域取得了一系列研究成果，2021年1月以高层次人才引进计划加入西安电子科技大学生命科学技术学院。此外，以第一作者（含共同第一作者）/共同通讯作者在Nature Communications，Advanced Materials，Nano Today，Nano Letters，Advanced Functional Materials，Biomaterials等国际期刊发表SCI一区论文多篇，其中三篇论文入选ESI高被引论文，授权发明专利3项。2021年获IAAM国际生物材料奖，并受邀做IAAM国际青年学者专题报告；2021年入选Fellow of Vebleo，2020年获河南省医学科技奖一等奖（第三完成人），2021年获得河南省科学技术进步一等奖（第三完成人），2021年获得两项国家级项目资助。2022年入选陕西省“高层次青年人才”。
课题组常年招收博士、硕士研究生，欢迎相关背景学生报考。联系方式hzdeng@xidian.edu.cn。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365921006234