超分子光学试剂重塑免疫微环境及其免疫疗效的多元SERS评估

免疫原性细胞死亡（ICD）是一种很有前景的抗癌方法，它具有引发持久的抗肿瘤免疫反应，从而预防肿瘤复发和转移。因此，开发新型ICD诱导剂具有重要意义。然而目前已发展的ICD诱导剂在肿瘤的免疫治疗中仍存在一些问题：一方面，ICD诱导剂的有效性与其产生活性氧（ROS）的效率密切相关。而许多ICD诱导剂由于其固有特性或缺乏细胞器靶向能力而难以产生足量的ROS，此外，ROS的扩散半径有限（< 0.02 μm）且寿命短（< 0.04 μs），并且大多数ICD诱导剂在肿瘤组织中渗透及滞留时间还无法令人满意，这些都会导致免疫反应率低下。另一方面，如何通过最小有效剂量的ICD诱导剂，最大限度地提升免疫治疗效果，进而最大限度地降低副作用，也是一项艰巨的挑战。

华中师范大学孙耀团队最近设计了一种NIR-II区发射波长的超分子光学试剂Ru1105。借助NIR-II区高组织穿透、超分子固有的高组织渗透和高肿瘤摄取能力，Ru1105能够在深层肿瘤组织中通过多重调控手段高效引发ICD进而重塑免疫微环境，在实现高效的免疫治疗同时，大大降低了深层肿瘤的不良反应，其效果远优于FDA批准的化疗药物奥沙利铂等ICD诱导剂。此外，Ru1105在3D多细胞肿瘤球体（MCTS）中展现出优异的肿瘤组织渗透能力和较长的滞留时间，在活体疫苗小鼠模型中引起了强烈的免疫反应并实现了长效的免疫记忆，最终实现了结直肠癌安全及高效的免疫治疗。与此同时，该课题组进一步融合拉曼多元分析的优势，基于自主设计的EHD-SERS多元拉曼分析平台，全面监测及评估了Ru1105引发的免疫治疗效果。拉曼多元分析结果显示，小鼠血清中TNF-α、IFN-γ和IL-6等细胞因子的水平在第30天显著升高，进一步表明通过免疫记忆产生了强大的抗肿瘤免疫反应，能够更有效地预防了肿瘤复发。

图1. (A)Ru1105的设计及合成。(B)Ru1105重塑免疫微环境。(C) 高灵敏的EHD-SERS多元拉曼分析平台应用于免疫疗效的实时评估。

这一成果近期发表在Journal of the American Chemical Society，文章第一作者是华中师范大学的博士研究生屠乐和李崇录。

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Augmenting Cancer Therapy with a Supramolecular Immunogenic Cell Death Inducer: A Lysosome-Targeted NIR-Light-Activated Ruthenium(II) Metallacycle

Le Tu, Chonglu Li, Qihang Ding, Amit Sharma, Meiqin Li, Junrong Li, Jong Seung Kim*, and Yao Sun*

J. Am. Chem. Soc., 2024, 146, 8991–9003, DOI: 10.1021/jacs.3c13224