具有胆固醇耗竭能力的碳点装饰的生物降解空心MnO2，用于级联放大声免疫疗法
作者：材料宝盒
有效激活适应性免疫反应，需促进树突状细胞（DC）成熟并启动细胞毒性T淋巴细胞应答，然而免疫抑制性肿瘤微环境（TME）会阻碍DC成熟，显著降低免疫治疗efficacy。2025年7月17日，上海大学耿弼江、潘登余与上海交通大学沈龙祥团队在《Biomaterials》在线发表题为“BiodegradablehollowMnO₂decoratedbycarbondotswithcholesteroldepletioncapabilityforcascadedamplificationofsono-immunotherapy”的研究论文，首次将活性氧（ROS）触发的免疫原性细胞死亡（ICD）、胆固醇耗竭与STING激活机制相结合，实现抗肿瘤免疫反应的级联放大。
该研究以锆基金属有机骨架（MOF）为模板合成空心MnO₂（H-MnO₂），并在其表面沉积具有胆固醇消耗能力的碳点（CD）构建异质结（CD@H-MnO₂）。此异质结不仅提升了超声作用下的ROS生成效率，还具有谷胱甘肽（GSH）响应降解特性，可在肿瘤部位靶向释放CD与Mn²⁺。其介导的抗肿瘤免疫级联扩增机制如下：
1. 异质结构建、GSH消耗与缺氧缓解的协同作用显著提升ROS产量，高效诱导ICD效应；
2. 释放的Mn²⁺通过激活cGAS-STING通路促进DC成熟；
3. CD直接耗竭胆固醇以增强T细胞毒性。
实验证实，CD@H-MnO₂可有效清除原发肿瘤并抑制远端肿瘤生长。该研究创新性地将ROS介导的ICD、胆固醇调控与STING激活整合于单一纳米平台，为诱导持久强效的抗肿瘤免疫反应提供了新策略。近年来，癌症免疫疗法备受关注，但传统放化疗难以诱导持续免疫应答，对晚期癌症疗效有限。ROS介导的光动力、声动力及纳米催化疗法可通过诱导ICD激活DC并促进细胞毒性T淋巴细胞浸润，但TME的缺氧、GSH高表达等特征会削弱ROS生成效率，其免疫抑制特性还会抑制T细胞杀伤功能，因此亟需开发新型免疫调节策略以突破上述限制。DC激活是启动T细胞应答的关键，ICD诱导可通过促进DC成熟与T细胞浸润改善TME，但声敏剂或纳米酶的ROS生成效率不足及TME的ROS中和作用会限制ICD效能。此外，金属离子（如Mn²⁺）可通过激活cGAS-STING通路诱导型干扰素及炎性细胞因子分泌，协同增强DC成熟，但目前尚未见将ROS介导的ICD与Mn²⁺调控的STING激活联用的报道。同时，胆固醇耗竭可增加癌细胞硬度并增强T细胞毒性（如甲基-β-环糊精的作用），但现有研究未将其与锰基纳米材料的声动力学/酶催化活性结合以优化ROS生成。
基于团队前期发现——碳点（CD）敏化无机纳米声敏剂可通过构建带隙匹配的异质结增强电子空穴分离，从而提升声动力学活性，本研究设计了CD@H-MnO₂异质结平台。MnO₂作为锰基材料，具有GSH响应降解性、窄带隙及多酶模拟活性，可通过消耗GSH、催化H₂O₂生成O₂改善TME，并释放Mn²⁺激活STING通路；而中空结构（H-MnO₂）相比传统纳米片/颗粒更利于负载CD。该系统在超声作用下高效生成ROS，经GSH触发释放CD与Mn²⁺后，通过ICD诱导、STING激活与胆固醇耗竭的级联作用放大免疫应答。此外，CD@H-MnO₂可降解为水溶性产物并经肾脏清除，克服了非降解性无机纳米材料的长期毒性问题。
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