肝细胞癌（HCC）是非常致命的癌症威胁，因为免疫抑制肿瘤微环境（TME）限制了其治疗效果。Gasdermin（GSDM）介导的焦亡是一种新的程序性细胞死亡，可以增强抗肿瘤免疫反应。然而，诱导有效的焦亡来逆转免疫抑制性TME是具有挑战性的。

在本研究中，澳门科技大学程亮教授、Nailin Yang和郑州大学Zhanhui Wang等人设计和构建了层状双氢氧化物涂层镁(Zn-LDH@Mg)植入物作为可交变磁场（AMF）激活的焦亡诱导物，以诱导癌症细胞中的高效焦亡。Zn-LDH@Mg的强大涡流热效应通过Caspase1/GSDMD依赖的经典途径显著扩增恶性细胞中的焦亡。此外，Mg²⁺和焦亡可协同激活T细胞（尤其是CD8+T细胞）并增强免疫支持细胞的浸润。这种创新策略不仅显著抑制原发性肿瘤的增殖，而且刺激免疫反应，进一步增强免疫检查点抑制剂的功效，阻止远处肿瘤的进展。这项工作不仅强调了表面工程策略在制备新型焦亡诱导剂中的重要性，还强调了该策略在逆转免疫抑制TME以增强免疫治疗方面的有效性，为合理设计生物活性材料以提高免疫治疗的疗效提供了一种新的途径。相关工作以“Nano-Engineered Magnesium Implants for Magnetothermal Enhanced Pyroptosis to Boost Immunotherapy”为题发表在Advanced Functional Materials。

【文章要点】

镁基生物材料在生物医学领域被广泛用作植入装置。最近，Mg²⁺被证明具有免疫激活功能。因此，镁基生物材料有望在癌症治疗领域得到进一步发展。此外，由于其优异的化学活性，镁植入材料的表面可以很容易地进行纳米工程化，如复合层状双氢氧化物（LDH）和其他纳米材料，从而产生独特的功能。因此，本文采用水热法在镁植入物表面合成了Zn掺杂的LDH（Zn-LDH），得到Zn-LDH@Mg植入物，其可用作AMF响应性焦亡诱导剂以诱导癌症细胞的高效焦亡以增强抗肿瘤免疫（图1）。

图1 Zn-LDH@Mg植入物

Zn-LDH@Mg植入物表现出显著的涡流热特性，导致癌症细胞中Caspase-1/GSDMD-依赖性焦亡诱导显著增加。这种增强主要归因于热效应介导的癌症细胞内对Zn²⁺的细胞内摄取增加和氧化应激增强。令人鼓舞的是，Mg²⁺和焦亡的组合有效地刺激了T细胞（尤其是CD8+T细胞），增强了免疫支持细胞向TME的渗透。此外，将这一创新策略与ICB治疗相结合，可引发全身免疫反应，有效提高了治疗效果，抑制了脓肿肿瘤的生长（图2）。该工作不仅强调了可植入金属基表面工程对诱导生物效应的重要性，而且证明了这种策略逆转免疫抑制性TME以提高免疫治疗有效性的可行性，这为合理设计用于增强免疫治疗的生物活性材料铺平了道路。

图2 Zn-LDH@Mg植入物的协同治疗示意图

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202405836