细菌膜囊泡（BMV）是由母细菌产生的非复制性纳米结构，包含了活细菌的多种生物成分，如遗传物质、周质内容物、膜相关蛋白和脂多糖（LPS）等。BMV作为免疫佐剂或疫苗的潜力已被充分开发，但是天然BMV的其他活性成分的功能往往被忽视。

鉴于此，武汉大学张先正教授等注意到由Rhodobacter sphaeroides（R.S）衍生的细菌膜囊泡（RMV）具有良好的光热性能。此外，鉴于其易于工程化的特点，作者开发了一种多功能的纳米生物杂化体（CuM@RR），以实现铜死亡/光热/免疫协同的抗肿瘤治疗。该研究强调了天然RMV在光热疗法（PTT）中的有效性，拓展了BMV除免疫刺激外的功能应用，为开发多功能的抗肿瘤治疗材料提供了有效的策略。相关工作以“Amplifying Synergistic Effects of Cuproptosis and Bacterial Membrane Vesicles-Mediated Photothermal Therapy by Multifunctional Nano-Biohybrid for Anti-Tumor Immunotherapy”为题发表在Advanced Functional Materials。

【文章要点】

作者通过将Cu²⁺与1,3,5-苯三甲酸（BTC）配位，制备了MOF-199（CuM）纳米粒子。然后用DSPE-PEG₂₀₀₀-RGD功能化修饰RMV，以提高对肿瘤的靶向能力。再将CuM包裹在DSPE-PEG₂₀₀₀-RGD功能化的RMV中，即得到CuM@RR（图1a）。CuM@RR表现为核壳结构，在大约850 nm处有明显的吸收峰，而这一特征吸收峰与R.S、RMV以及从R.S中分离出的细菌叶绿素（Bchl a）的最大吸收峰一致。在808 nm 近红外光（NIR）照射下，CuM@RR表现出良好的光热性能，其光热转换效率达40.6%（图2）。

在酸性的肿瘤微环境中，CuM@RR降解释放的Cu²⁺在线粒体的三羧酸循环内被还原为具有细胞毒性的Cu⁺，从而诱导肿瘤细胞发生铜死亡。此外，在NIR照射下，CuM@RR的光热效应导致的细胞凋亡与铜离子过载导致的铜死亡，协同诱导线粒体的不可逆损伤，并触发肿瘤细胞免疫原性细胞死亡（ICD）。随后，ICD过程中释放的损伤相关分子模式（DAMPs）和肿瘤相关抗原（TAAs）与CuM@RR的免疫佐剂特性结合，诱发强烈的抗肿瘤免疫应答（图1b）。此外，CuM@RR通过多疗法的协同作用，产生长期的免疫记忆效应，有效防止肿瘤的复发（图3）。

图1：CuM@RR介导铜死亡/光热/免疫协同抗肿瘤治疗的示意图

图2：CuM@RR的制备和光热性能表征

图3：808 nm NIR照射下CuM@RR的长期免疫记忆效应和抗肿瘤效果评估

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202413255