肿瘤免疫治疗面临关键挑战:传统肿瘤微粒(TMPs)制备效率低、免疫激活能力不足,且存在核酸残留风险。如何突破技术瓶颈,开发高效安全的免疫治疗载体,成为领域迫切需求。

华中科技大学同济医学院附属协和医院近期在《Nature Nanotechnology》发表突破性研究,首创微波辐射技术制备新型肿瘤微粒(MW-TMPs),显著提升抗肿瘤免疫响应并实现靶向药物递送。 

 

 
瑞兴生物为本研究提供BD Rhapsody™单细胞测序技术支持,精准解析MW-TMPs治疗下肿瘤微环境中免疫细胞动态重编程过程,揭示DC亚群激活、巨噬细胞M1极化及T/NK细胞扩增的关键机制,为免疫治疗增效提供分子级证据链。 

 

文献快览

英文标题:Tumour-derived microparticles obtained through microwave irradiation induce immunogenic cell death in lung adenocarcinoma

中文标题:通过微波照射获得的肿瘤来源的微粒在肺腺癌中诱导免疫原性细胞死亡

期刊:Nature Nanotechnology

影响因子IF:34.9

发表时间:2025.3

DOI: 10.1038/s41565-025-01922-3

 

技术路线图

 

单细胞测序如何解析机制?

 
01 解决哪些问题?
免疫微环境重编程机制:单细胞测序揭示MW-TMPs治疗后肿瘤微环境(TME)中免疫细胞亚群的动态变化,包括树突状细胞(DCs)、巨噬细胞、T细胞和NK细胞的功能状态转变。

•  MW-TMPs如何通过诱导免疫原性细胞死亡(ICD)激活抗原呈递细胞(如DCs)?

•  MW-TMPs是否促进免疫抑制性微环境向促炎状态转化(如巨噬细胞极化)?

•  细胞毒性T细胞和NK细胞是否被特异性扩增并增强抗肿瘤功能?

 
02 样本设置
样本来源:C57BL/6小鼠的皮下Lewis肺癌(LLC)肿瘤组织。

分组与处理

•  对照组(PBS组):注射磷酸盐缓冲盐水(PBS)。

•  实验组1(UV-TMPs组):注射紫外线诱导的肿瘤微泡(UV-TMPs)。

•  实验组2(MW-TMPs组):注射微波诱导的肿瘤微泡(MW-TMPs)。

样本数量:每组n=3(独立生物学重复),总样本量9个

单细胞平台:使用BD Rhapsody平台进行单细胞捕获和mRNA标记

 
03 主要结果
 
1-DCs亚群激活与抗原呈递增强

•  DCs分为三个亚群:cDC1s(激活CD8+ T细胞)、cDC2s(激活CD4+ T细胞)和mregDCs(免疫调节型)。

•  关键发现:MW-TMPs组中cDC1s比例增加2倍,mregDCs扩增1.8倍,且MHC-I相关基因(如H2-ab1)表达上调,表明抗原呈递能力提升。伪时序分析显示mregDCs起源于cDC1s和cDC2s。

•  细胞互作分析:MW-TMPs增强肿瘤细胞-DCs间的MHC-I信号传递(如Ccl2-Ccr2配体-受体对)。

 

2-巨噬细胞极化向促炎表型

•  巨噬细胞聚类为6个亚群,包括促炎M1型(CXCL9+/FN1+)和免疫抑制M2型(CCL8+/Saa3+)。

•  关键发现:MW-TMPs显著增加M1型巨噬细胞比例(CXCL9+亚群上升3倍),减少M2型(CCL8+亚群下降60%)。基因模块评分证实M1特征基因(如Ifnb1、Isg15)富集,驱动抗肿瘤炎症反应。

 

3-T细胞和NK细胞的细胞毒性扩增:

  CD8+ T细胞分为三个亚群:CD8_c1(耗竭型)、CD8_c2(干细胞样)和CD8_c3(效应/记忆型);NK细胞分为NK_FCGR3(细胞毒性)和NK_SELL(初始型)。

•  关键发现:MW-TMPs选择性扩增CD8_c3效应T细胞(比例增加2.5倍)和NK_FCGR3亚群(比例上升2倍),伴随细胞毒性基因(如Gzmb、Ifng)表达升高。功能验证显示IFN-γ分泌增加,Treg细胞比例下降。

详细了解请看原文
Wu Y, Chen W, Deng J, et al. Tumour-derived microparticles obtained through microwave irradiation induce immunogenic cell death in lung adenocarcinoma. Nat Nanotechnol. Published online May 19, 2025. doi:10.1038/s41565-025-01922-3