近年来,由有机配体及其配位金属离子/离子簇组成的金属-有机框架(MOFs)材料在生物医学中被广泛关注。ZIF-8作为最常用的MOFs之一,由于其高的孔隙率,制备简单,且能实现从小分子到生物大分子的有效包覆,以及pH响应的生物降解性能,作为一种优良的药物载体被广泛关注。但ZIF-8材料自身的治疗作用和免疫原性仍然不清楚,极大限制了其进一步生物应用。

当ZIF-8纳米材料进入肿瘤细胞后,会释放大量Zn2+离子,导致细胞内离子浓度和渗透压激增,从而激活caspase-1/gasdermin D(GSDMD)依赖的细胞焦亡途径。而细胞焦亡伴随的细胞鼓泡和裂解,会进一步诱导胞内大量的DAMPs释放,从而激活全身抗肿瘤免疫反应。同时,作者发现将线粒体去极化剂羰基氰基3-氯苯腙(CCCP)负载到ZIF-8中,通过诱导活性氧物种(ROS)生成,可进一步增强ZIF-8介导的细胞焦亡过程。体内的免疫细胞流式分析结果表明,ZIF-8纳米材料不仅可以有效提高CD8+毒性T细胞和成熟的树突细胞含量,而且能调控巨噬细胞从M2型向M1型极化,从而实现高效的原发肿瘤和远端肿瘤生长抑制。该工作揭示了ZIF-8材料的本征免疫原性,进一步拓展了其在生物医学上的应用,并为纳米材料诱导的细胞焦亡和癌症免疫治疗提供了新的见解和启示。


Dr. Binbin Ding, Dr. Hao Chen, Dr. Jia Tan, Dr. Qi Meng, Dr. Pan Zheng, Prof. Ping’an Ma, Prof. Jun Lin
中科院长春应化所丁彬彬副研究员为第一作者,中科院长春应化所林君研究员和马平安研究员为共同通讯作者。
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202215307