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哈尔滨医科大学/哈尔滨工程大学合作发文：通过热电材料增强铜死亡来放大肿瘤免疫治疗的策略

2026-10-16 11:07

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

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10月14日，哈尔滨医科大学/哈尔滨工程大学研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了研究论文，题为“Targeted Perturbation of Mitochondrial Energy Metabolism via Thermoelectric Nanoflowers for Enhanced Cuproptosis Echoed With Immunotherapy”，本研究中，研究人员设计了一种线粒体靶向热电纳米平台，通过干扰线粒体的电子传递链（ETC），导致三磷酸腺苷（ATP）耗尽以抑制ATP7B功能，从而增强铜死亡效应，实现协同免疫治疗效果。该纳米平台基于热电碲化铜（Cu Te）制备，并掺杂铋（Bi）以提升其性能。其形貌被设计成（NFs）结构以大幅增加表面积，实现了66.88%的高光热转换效率。研究人员证明了纳米纤维（NFs）能有效增强铜死亡并触发强效免疫治疗，证实了其在体外和体内均具有显著的抗癌功效。本研究展示了一种通过热电材料增强铜死亡来放大肿瘤免疫治疗的策略。

铜死亡：新型程序性细胞死亡机制及其在肿瘤免疫协同治疗中的应用前景

铜死亡是一种由细胞内铜离子过度积累介导的新型程序性细胞死亡机制。其起始过程为Cu+与线粒体内的脂酰化蛋白结合，引发二氢硫辛酰胺S-乙酰转移酶（DLAT）聚集以及铁硫簇蛋白的丢失。这一级联反应导致蛋白质毒性应激，进而引起细胞死亡。利用铜死亡进行抗癌治疗已受到广泛关注，因为它提供了一种除经典凋亡机制之外的新颖程序性细胞死亡途径。这种直接由离子诱导的细胞死亡具有高度的空间和时间可控性及精准性，使其在肿瘤治疗中更具优势。更吸引人的是，铜死亡还具有诱导免疫原性细胞死亡（ICD）的潜力。具体而言，铜死亡作为强效的细胞死亡启动因子，可释放损伤相关分子模式（DAMPs）和肿瘤相关抗原，从而增强免疫治疗效果。因此，理论上激活铜死亡可自然地协同激发免疫治疗，实现抗肿瘤的协同效应。

TBCT纳米纤维的体内免疫治疗效果

为了评估TBCT NFs的免疫治疗效果，研究人员采用了上述相同的体内治疗方案，随后通过流式细胞术分析了不同免疫细胞群的表达谱。与对照组相比，TBCT NFs治疗显著降低了髓系来源抑制细胞（MDSCs）的比例，表明免疫抑制性肿瘤微环境得到缓解，免疫治疗效果得到改善。此外，研究人员对肿瘤浸润的CD3+T细胞和CD8+T细胞进行了定量分析。对照组显示CD3为28.2%+T细胞，而TBCT NFs组和TBCT NFs+NIR+ICE组分别为34.8%和48.8%。这种递增趋势表明，热循环显著增强了TBCT NFs的功能，促进了T细胞浸润。同时，处理组中CD8+T细胞的数量显著增加，其中TBCT NFs+NIR+ICE组的增强效果最为显著。这表明TBCT NFs有效刺激了肿瘤特异性免疫反应，并促进了T细胞分化。

研究人员进一步评估了脾脏中的T细胞分化。数据表明，热电效应能强力增强Tcm在脾脏中分化，表明存在持续的免疫记忆和微环境重塑。作为先天免疫效应细胞，巨噬细胞在病原体响应、炎症调节和组织修复中发挥着关键作用。这些细胞极化为促炎（M1）或抗炎（M2）表型取决于微环境，而M2极化会促进肿瘤进展。流式细胞术分析显示，治疗组的M1巨噬细胞比例显著高于对照组，而M2比例则逐渐下降。这表明TBCT NFs能有效地将巨噬细胞从促肿瘤的M2型重编程为抗肿瘤的M1型。这些结果证明，TBCT NFs在增加抗肿瘤免疫细胞的同时，减少了免疫抑制细胞群。在热电性能下增强的免疫治疗效果，验证了热电材料在肿瘤免疫治疗中的新应用。