雙缺陷富氮氮化碳基異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米催化劑在惡性骨腫瘤治療中的優(yōu)勢

在惡性骨腫瘤治療領(lǐng)域，免疫療法的療效常受限于腫瘤低免疫原性、免疫浸潤不足及抑制性微環(huán)境等問題。近期一篇發(fā)表于《ADVANCED MATERIALS》的一項研究“Dual-Defect Nitrogen-Rich Carbon Nitride-Based Heterostructural Nanocatalyst for Improving the Therapeutic Efficacy of 𝜶PD-1 via Tumor Immune Microenvironment Remodelling” 成功開發(fā)出一種新型雙缺陷富氮氮化碳基異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米催化劑（CNO@CuMS），為解決這一難題提供了全新思路。

該研究中，愛必信（Absin）的產(chǎn)品紅細胞裂解液(abs9101)為實驗的順利開展提供了重要支持，下面結(jié)合實驗結(jié)果圖詳細解析。

 

納米催化劑的設(shè)計與性能優(yōu)勢
CNO@CuMS 由雙缺陷富氮氮化碳（CNO）與銅配位的金屬二硫化鉬納米片（CuMS）構(gòu)成，通過精準的材料設(shè)計展現(xiàn)出卓越性能：

1) 材料結(jié)構(gòu)與催化活性：

 

圖1

圖2

TEM 圖像顯示，CNO 納米片因氮空位和氧摻雜呈現(xiàn)無定形態(tài)（圖 1c），壓電響應(yīng)力顯微鏡（PFM）測試表明其壓電振幅（733.67 pm at -10 V）顯著高于 C₃N₄和 C₃N₅（圖 1d-f），證實缺陷引入可增強壓電性能。與 CuMS 形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)后，CNO@CuMS 的壓電振幅進一步提升至 1711.91 mV（圖 2i），且電化學阻抗譜（EIS）顯示其電荷轉(zhuǎn)移電阻最小（圖 2k），表明其優(yōu)異的電荷分離與催化活性。

2) 多模式 ROS 生成

圖3

EPR 測試證實，CNO@CuMS 在超聲處理下可高效生成單線態(tài)氧（¹O₂）、超氧陰離子（・O₂⁻）和羥基自由基（・OH）（圖 3a-i），且在酸性環(huán)境中釋放銅離子（圖 3j），通過類芬頓反應(yīng)強化・OH 生成。染料降解實驗顯示，其可通過三重催化機制降解 55% 的亞甲基藍（圖 3m），驗證了多模式催化能力。

腫瘤殺傷與免疫激活機制
CNO@CuMS 通過氧化應(yīng)激與銅死亡雙重機制觸發(fā)免疫原性細胞死亡（ICD），并重塑腫瘤免疫微環(huán)境：

1) 體外殺傷與 ICD 觸發(fā)

圖4

圖5

CCK-8 實驗顯示，CNO@CuMS + 超聲組的 K7M2 細胞存活率僅 35%（圖 4d），流式細胞術(shù)證實其凋亡率最高（圖 4g）。免疫熒光顯示，該組細胞表面鈣網(wǎng)蛋白（CRT）暴露、高遷移率族蛋白 B1（HMGB1）釋放最顯著（圖 5c），ATP 水平升高（圖 5d），表明 ICD 被有效激活。

2) 免疫細胞調(diào)控：

 

圖6

樹突狀細胞（DCs）在 CNO@CuMS + 超聲處理后，CD80 和 CD86 表達顯著上調(diào)（圖 5f），促進 T 細胞激活。動物實驗中，CNO@CuMS + 超聲 +αPD-1 組的 CD8⁺T 細胞浸潤率達 40.7%，M1/M2 巨噬細胞比值升至 6.3（圖 6c-j），且促炎細胞因子（IL-6、TNF-α）水平顯著升高（圖 6k-l），證實免疫微環(huán)境從抑制性向促炎性轉(zhuǎn)變。

體內(nèi)治療效果驗證
動物實驗驗證了 CNO@CuMS 聯(lián)合超聲對原位骨肉瘤的高效治療：

腫瘤生長抑制

圖7

圖8

生物發(fā)光成像顯示，CNO@CuMS + 超聲組（G6）的腫瘤熒光強度最低（圖 7e），聯(lián)合 αPD-1 后（G4）腫瘤幾乎完全被抑制（圖 8d）。H&E 染色顯示 G4 組腫瘤壞死面積最大，Ki67 陽性細胞最少（圖 8f-g），且無明顯器官毒性（圖 S51-S52）。

愛必信（Absin）產(chǎn)品的應(yīng)用
在腫瘤免疫細胞分析環(huán)節(jié)，研究使用了愛必信的紅細胞裂解液（abs9101）：

 

1) 應(yīng)用場景：處理腫瘤組織單細胞懸液以去除紅細胞干擾。
2) 作用價值：腫瘤組織經(jīng)消化后會混雜紅細胞，影響免疫細胞流式分析的準確性。該緩沖液可特異性裂解紅細胞，保留免疫細胞活性，確保后續(xù) CD3⁺T 細胞、CD8⁺T 細胞、NK 細胞等亞群比例分析的可靠性（圖 9a-f），為免疫微環(huán)境評估提供了關(guān)鍵支持。

總結(jié)
本研究通過設(shè)計 CNO@CuMS 納米催化劑，結(jié)合超聲實現(xiàn)了腫瘤免疫微環(huán)境的高效重塑，顯著提升了 αPD-1 的治療效果。實驗中愛必信的 RBC 裂解緩沖液（abs9101）為免疫細胞分析的準確性提供了重要保障，體現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)實驗試劑對科研結(jié)果可靠性的關(guān)鍵作用。該研究為惡性骨腫瘤的臨床治療提供了新型納米催化策略，也為納米材料與免疫治療的聯(lián)合應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

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