治疗药物通常需要到达病灶组织后才能发挥生物学效应。目前虽已开发出大量靶向及刺激响应型递送系统,但由于缺乏精准性,其治疗效果仍较为有限。
2026年4月20日,澳门大学王瑞兵、高成、山西大学阴彩霞共同通讯在Advanced Science(IF=14.1)在线发表题为Tyrosinase Driven-Intracellular Polymerization of a Porphyrin Derivative Induced Immunogenic Death of Melanoma Cells and Strengthened Photodynamic Therapy的研究论文。
本研究提出一种策略:在酪氨酸酶触发下,卟啉衍生物在黑色素瘤细胞内原位聚合,聚合物随后自组装形成微观结构,抑制卟啉外排,从而实现黑色素瘤的精准医疗。
该特异性胞内聚合及后续自组装过程可诱导黑色素瘤细胞发生免疫原性细胞死亡(ICD),并通过诱导巨噬细胞向M1表型极化、促进树突状细胞成熟、提升CD8⁺ T细胞浸润与活化,将免疫抑制型“冷肿瘤”转化为免疫激活型“热肿瘤”。
此外,滞留于胞内的聚合型卟啉微结构能够增强光动力治疗(PDT)效果,协同提升抗肿瘤治疗疗效。这种胞内原位聚合 -自组装策略,为传统基于药物的肿瘤治疗提供了一种精准、安全的新方案。
近年来,大量纳米药物被研发用于多种疾病尤其是肿瘤的诊断与治疗。绝大多数纳米药物依靠纳米颗粒的高渗透长滞留效应(EPR)提升药物在肿瘤部位的蓄积。
但研究表明,给药后抵达病灶部位的纳米药物占比不足0.0014%。大部分药物滞留于细胞外基质、被血管周围的肿瘤相关巨噬细胞吞噬,或是转运至正常组织,造成器官代谢负担。因此,亟需探索全新策略实现肿瘤精准治疗。
酶广泛存在于生物体内,是兼具高精度与高效率的高效生物催化剂。肿瘤微环境中多种酶呈高表达,且功能具有多样性。酪氨酸酶在黑色素瘤细胞中高表达,可催化酪氨酸氧化为多巴胺(邻二酚),多巴胺进一步氧化为醌(邻二醌),持续反应生成黑色素颗粒;上述醌类物质会被黑素小体包裹并转运至细胞各处。因此,酪氨酸酶可作为精准催化靶点,用于开发黑色素瘤精准治疗方案。
此外,活细胞内直接合成生物活性高分子是一种颠覆性的原位合成策略。该技术利用细胞内源性微环境,在细胞内构建非天然、细胞相容性良好的功能性高分子网络,可赋予细胞可调控的生物学特性。该策略核心优势在于极高特异性:聚合反应可设计为仅由疾病特异性生物刺激触发。
由于聚合过程精准局限于病变细胞微环境,该方法可实现高度精准治疗。同时,胞内形成的高分子网络能够抵抗细胞外排与机体清除,实现长效滞留并持续发挥作用,从而提供持久治疗效果。
酪氨酸酶驱动卟啉衍生物胞内聚合诱导黑色素瘤细胞ICD并增强PDT效应示意图(摘自Advanced Science)
本研究设计合成了5,10,15,20-四(4-甲基苯甲酰-L-酪氨酸酯)卟啉(TCPP-Tyr),在单个卟啉分子上偶联四个酪氨酸分子。借助黑色素瘤细胞高表达的酪氨酸酶,酪氨酸基团发生氧化二聚,实现卟啉基聚合物的胞内生物合成。
同时,依靠π-π堆积及亲疏水相互作用,卟啉基聚合物自组装形成微米级聚集体,极大抑制卟啉衍生物从黑色素瘤细胞中外排。该胞内聚集体可诱导免疫原性细胞死亡(ICD),促进巨噬细胞向M1表型极化、树突状细胞成熟以及T细胞活化。
除此之外,该聚集体作为高效光敏剂,在近红外光照射下展现出优异的光动力治疗(PDT)性能,进一步增强抗肿瘤效果。联合抗PD-L1抗体(a-PD-L1)治疗后,TCPP-Tyr通过胞内聚合、自组装介导的ICD效应以及增强型PDT效应,实现肿瘤近乎完全根除。
原文链接:https://doi.org/10.1002/advs.75353