北大深圳医院孙德胜/北大戴志飞课题组Nano Letters: 细胞核DNA精准靶向+修复抑制，解决肿瘤PDT免疫响应不足难题

光动力治疗（PDT）因微创、高选择性、低副作用等优势，已成为肿瘤治疗的重要手段。目前，PDT（光动力治疗）存在两个主要的局限性：一方面，光敏剂在细胞内的分布是随机的，而活性氧（ROS）的半衰期极短，且扩散距离有限（仅为0.01-0.02微米），使其难以有效地损伤核DNA；另一方面，肿瘤细胞的DNA修复机制（如PARP酶介导的单链断裂修复）会减少受损DNA片段的积累与释放。以上问题导致PDT无法诱导充足的肿瘤细胞免疫原性死亡（ICD），并削弱其对STING通路的激活效率，最终导致免疫反应不足。鉴于此，北大深圳医院孙德胜、北大戴志飞团队设计新型纳米光敏剂PNOR，通过核靶向光动力治疗与DNA修复抑制的协同作用，诱导剧烈的肿瘤免疫原性细胞死亡（ICD），同时激活STING通路介导的先天免疫，显著提升抗肿瘤疗效。相关成果以“Synergistic Nucleus-targeting Photodynamic Therapy andDNA Repair Inhibition to Activate Innate and AdaptiveAntitumor Immunity for Amplifying Photoimmunotherapy”为题发表在Nano Letters。

PNOR表面修饰肿瘤靶向的RGD肽，内部共载核靶向光敏剂Ppa-Nuc与DNA修复抑制剂奥拉帕利（Ola）（图1）。PNOR实现了“核DNA精准靶向损伤-抑制修复”的双重作用：PNOR被肿瘤细胞摄取后，Ppa-Nuc与细胞核DNA靶向结合，光照下局部生成大量ROS造成核DNA氧化损伤；同时Ola抑制PARP酶活性，阻断DNA修复过程，进一步放大损伤效应。大量的DNA损伤，同步激活先天免疫与适应性免疫，显著提升抗肿瘤疗效，相关成果为恶性肿瘤提供了全新的治疗策略。

图1. PNOR介导的肿瘤光免疫疗法示意图。(A) PNOR自组装。(B)光动力疗法联合DNA修复抑制剂，通过同时激活免疫原性细胞死亡(ICD)诱导的适应性免疫及STING通路介导的先天免疫，增效肿瘤光免疫治疗。

体外细胞的荧光共聚焦结果显示，PNOR的红色荧光与细胞核探针PI的橙色荧光高度共定位，而与线粒体、溶酶体等其他细胞器几乎无重叠，证明了PNOR优异的核靶向能力。在细胞光毒性测试中，PNOR诱导的细胞凋亡率近50%，远高于未载Ola的对照组PNR。PNOR组肿瘤细胞表面钙网蛋白（CRT）与细胞外ATP分泌量为PNR组的1.5倍，证明PNOR能高效诱导肿瘤ICD。另外，利用γ-H2AX荧光探针证明PNOR组的DNA损伤是PNR组的2.9倍。Westernblot结果显示PNOR组的TBK1和IRF3磷酸化水平显著升高，p-TBK1/TBK1比值是其他组的2倍以上，p-IRF3/IRF3比值是其他组的5倍以上。以上结果表明PNOR通过诱导细胞核DNA损伤并抑制修复，有效激活了cGAS-STING通路（图2）。

图2. 免疫原性细胞死亡（ICD）的诱导及STING通路的激活

在双侧皮下胰腺癌模型中，PNOR组的原发肿瘤在观察期内被完全清除且无复发，而PNR组虽初期能抑制肿瘤生长，但治疗后迅速复发；对于远端未光照肿瘤，PNOR组不仅延缓了复发时间，且肿瘤体积显著小于PNR组。通过探究免疫机制发现，PNOR可显著提升肿瘤微环境中免疫细胞的浸润与活化：成熟树突细胞（CD11c⁺CD80⁺CD86⁺）比例较对照组提高29%，较PNR组提高15%；活化CD8⁺T细胞比例较对照组提高21%，较PNR组提高11%；且CD8⁺T细胞中颗粒酶B阳性细胞比例达对照组的5倍，同时血清中IL-6、TNF-α等炎症细胞因子水平显著升高。以上结果证明PNOR成功激活了系统性抗肿瘤免疫响应（图-3）。

图-3 PNOR体内抗肿瘤疗效及免疫应答评估

【总结】

该研究创新性地将核靶向光敏剂与DNA修复抑制剂整合于同一纳米载体，通过“精准损伤核DNA+阻断修复”的协同策略，突破了传统PDT对肿瘤免疫激活不足的瓶颈。一方面，核靶向PDT提高了ROS对核DNA的损伤效率，促进更多氧化损伤DNA片段释放到细胞质，强效激活STING通路；另一方面，Ola抑制DNA修复，进一步放大损伤效应，增强ICD诱导效果。两者共同作用，同步激活先天免疫与适应性免疫，实现对原发肿瘤的清除和远端转移的抑制。这一研究不仅开发出具有临床转化潜力的新型光敏剂PNOR，更确立了“核靶向光敏剂+DNA修复抑制剂”的联合策略在肿瘤光免疫治疗中的核心价值，为后续恶性肿瘤治疗方案的优化提供了重要理论与实验依据。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.5c04141