氧化石墨二炔纳米片出色的机械、电子和热性能使其可用于生物医学应用。在基于纳米技术的生物医学应用中，肿瘤相关巨噬细胞 (TAM) 可作为癌症免疫治疗中的潜在细胞群。

巨噬细胞极化以通过纳米技术杀死癌细胞

在最近发表在《 今日纳米》杂志上的一篇文章中，研究人员观察到，M2 样巨噬细胞与氧化石墨二炔纳米片的极化通过激活促炎途径诱导癌细胞凋亡。在含有黑色素瘤的动物模型中，腹腔注射的氧化石墨二炔抑制了肿瘤的生长。

此外，氧化石墨二炔纳米片激活细胞毒性 T 细胞增强了检查点抑制剂在乳腺癌小鼠模型中的反应。该团队假设氧化石墨二炔触发了先天性和适应性免疫反应，从而提高了癌症免疫治疗的效率。

巨噬细胞在免疫抑制中的作用

二维 (2D) 碳材料在生物医学领域有多种应用。Graphdiyne是一种二维碳材料，其化学结构由sp、sp 2碳原子组成，具有高度共轭的π-体系。基于石墨二炔的材料用于光学成像、免疫调节、药物输送和抗菌治疗。

由于石墨二炔独特的化学结构，已经开发了几种癌症治疗策略，包括光热疗法（PTT）、光动力疗法（PDT）、催化疗法和免疫疗法。

肿瘤微环境 (TME) 在限制 CD8 + T 细胞的浸润和功能、刺激各种细胞因子以促进免疫抑制方面发挥着至关重要的作用。针对肿瘤免疫抑制微环境可以改善癌症免疫治疗的结果。

为此，TAM 可作为一个方便的目标细胞群。在 TME 中，TAM 促进肿瘤从免疫抑制发展为转移，从而限制了临床治疗。

巨噬细胞具有从促肿瘤 M2 样表型（称为 TAM）转变为抗肿瘤 M1 样表型的记忆，可分泌活性氮、氧和促炎细胞因子等细胞毒性化学物质来抑制肿瘤生长。尽管有几种小分子药物进入了临床试验阶段，但这些药物的靶向特异性有限。由于其独特的物理化学性质纳米平台，它们在临床上用于化学治疗应用测试。

先前的研究表明，氧化石墨二炔纳米片可以通过使信号转导失活和抑制转录蛋白 (STAT3) 激活剂，将免疫抑制性 M2 巨噬细胞逆转为促炎性 M1 巨噬细胞。此外，先前报道的实验研究表明，在纳米平台表面形成的蛋白质冠影响巨噬细胞表型结果。

用于癌症免疫治疗的氧化石墨烯纳米片

本研究利用同位素定量技术、蛋白质组学和免疫细胞耗竭动物模型研究肿瘤抑制机制，了解巨噬细胞在肿瘤治疗中的作用。

蛋白质组学分析表明，氧化石墨二炔纳米片介导的巨噬细胞极化可能通过白细胞介素-1 (IL-1) 加工、丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 通路和 Toll 样受体 (TLR) 信号通路实现。然而，这些极化激活了细胞毒性 T 细胞。

该蛋白质组学分析评估了石墨二炔和氧化石墨二炔纳米片处理的巨噬细胞中的蛋白质表达，揭示了 68 种蛋白质的表达。

c-Jun 氨基末端激酶 (JNK) 和细胞外信号调节激酶 (Erk p38) 磷酸化表达的增加证实了石墨二炔和氧化石墨二炔纳米片可诱导 MAPK 通路激活。蛋白质印迹分析表明，石墨二炔和氧化石墨二炔纳米片引发髓样分化初级反应 88 (MyD88)、活化 B 细胞的磷酸化核因子 kappa-轻链增强子 (NF-κB) 和磷酸化 ikappaB 激酶 (iκB) 的表达。 -а)，这证实了 TLR 通路的激活。

随后氧化石墨二炔纳米片内化，流式细胞术分析显示高 CD86 +细胞（经典 M1 标记）和减少的 CD206 +细胞（经典 M2 标记）。这些结果表明氧化石墨二炔纳米片能够使巨噬细胞极化。此外，在使用氧化石墨二炔纳米片时，流式细胞仪显示 CD206 生物标志物、Ym1（嗜酸性趋化因子）和精氨酸 mRNA 表达降低。

氧化石墨烯纳米片可以通过刺激促炎信号通路杀死肿瘤细胞，从而重新教育 TAM 并增加 T 细胞浸润。

结论

总之，基于纳米材料的免疫系统操作是癌症治疗的有效策略。所开发的二维石墨二炔和氧化石墨二炔纳米片具有高表面积与体积比，提供了广泛的纳米生物界面和出色的电催化活性。此外，这些纳米材料中的异质电子转移能力为操作的生物学效应提供了新的信息。

氧化石墨二炔纳米片对 TAM 进行了再教育，并损害了肿瘤免疫抑制微环境。此外，氧化石墨二炔纳米片在使肿瘤环境敏感方面表现出一定程度的效率，表明其具有有效联合治疗的潜力。

未来，该团队预计将阐明 T 细胞激活机制。由于免疫抑制微环境，乳腺癌仍然对基于 T 细胞的免疫疗法具有抵抗力。因此，本研究中使用氧化石墨二炔纳米片来逆转免疫抑制环境。因此，氧化石墨二炔纳米片治疗利用了 T 细胞和巨噬细胞的能力来提高免疫检查点阻断效果。