内容提要
本文受人工养殖珍珠机制的启发，采用共价有机框架（COF）来诱导 TLS 的形成。 单细胞测序分析表明，这是通过促进细胞因子过度分泌来实现的，细胞因子促进 T 细胞和 B 细胞的成熟、增殖和迁移，对于触发 TLS 形成至关重要。 此外，COF 介导的光疗诱导 TLS 形成的功效在 MC38 和 4MOSC1 女性肿瘤模型中得到了验证。观察到COF介导的光疗和αCTLA-4之间有很强的协同作用，可以有效根除原发肿瘤和远处肿瘤，同时抑制肿瘤复发。
AIE COF 的制备和表征
AIE COFs 是通过四胺双(4氨基苯基)-[1,1':2',1"-三联苯]-4,4"-二胺(1)与四醛([1,1'-联苯]-4,4'-二基双(氮杂三基))四苯甲醛(2), 4,4′,4″,4″'-((苯并[c][1,2,5]-噻二唑-4,7-二基双(4,1-亚苯基))双(氮杂三基))四苯甲醛或 ((((1E,1'E)-苯并[c][1,2,5]噻二唑-4,7-二基双(乙烯-2,1-二基))双(4,1-亚苯基))双- (氮杂三基))四苯甲醛。为了更好地识别 AIE COF 结构，进行了全面的光谱研究。 结构表征是通过针对实验小角 X 射线散射和粉末 X 射线衍射 (PXRD) 数据的 Pawley 精修完成的。
AIE COF 的光物理特性
在本研究中，我们利用了这种受体工程方法： 将电子接受官能团（苯并[c][1,2,5]噻二唑（BT））整合到AIE COF（TPDA-TDTA-COF）中 构建TPDA-BT-COF，ROS生成能力显着提高。π桥工程策略已被认为是通过将分子旋转基序整合到共轭发色团中以触发分子运动并增加非放射性衰变过程来提高AIEgens PTT功效的有效方法。 为了进一步优化这些AIECOF的PTT效果，我们利用这一策略，将自由旋转的乙烯基引入TPDA-BT-COF中，形成另一个AIE COF，TPDA-ViBT-COF。 光谱研究表明，基于 BT 的 COF（TPDA-BT-COF 和 TPDA-ViBT-COF）比 TPDA-TDTA-COF 表现出明显更红的吸收和发射，揭示了电子受体和 π 桥工程策略在增强 AIE COF 的光物理特性。
AIE COFs的体外光疗效果
由于TPDA-ViBT-COF具有良好的光物理性质，我们研究了其作为体外PDT和PTT的AIE PS的潜力。利用2,7-二氯二氢荧光素二乙酸酯(DCFH)评估TPDA-TDTA-COF、TPDA-BT-COF和TPDA-ViBT-COF56的ROS产生能力。 添加TPDA-BT-COF或TPDA-ViBCOF后，在660nm激光照射下，观察到DCFH的荧光强度发生明显变化。这些 AIE COF 在激光照射下会产生热量。他们之中，具有自由旋转乙烯基的TPDA-ViBT-COF由于其更快的分子运动而表现出更好的光热转换能力。图所示的体内实验结果进一步证实了TPDA-ViBT-COF良好的PTT效果。利用小鼠结肠癌细胞系（MC38）检测TPDA-ViBCOF的光疗效果。培养 12 小时后，MC38 细胞表现出清晰的红色荧光信号，表明这些 AIE COF 很容易被细胞内化。 随后，我们进一步研究了AIE COF的细胞内分布。 通过共聚焦显微镜，我们发现 AIE COF 与溶酶体和内质网共定位，而不是与线粒体共定位。 细胞计数Kit-8（CCK8）检测结果显示，在没有激光照射的情况下，暴露于不同浓度的COF溶液后，超过80%的MC38细胞仍然存活，这表明这些AIE COF具有良好的生物相容性，经激光照射 TPDA-ViBT-COF 后，不到 25% 的 MC38 细胞存活。
AIE COFs对MC38荷瘤小鼠的治疗作用
建立 TLS 相关研究中广泛使用的 MC38 荷瘤小鼠模型，以在体内研究其抗肿瘤性能。通过以下方法实现了对 MC38 肿瘤生长的有效抑制 在激光照射下使用 AIE COF 进行治疗，而 TPDA-ViBT-COF+激光治疗则几乎完全消灭了肿瘤，证明了其 显着的治疗效。 在免疫组织化学染色图像中观察到类似的结果，在TPDA-ViBT-COF+激光处理的肿瘤组织中观察到Ki-67表达大幅下降。 此外，还检测到裂解半胱天冬酶 3、钙网蛋白、高迁移率族蛋白 B1、三磷酸腺苷和表达量明显增加。 这些结果为TPDA-ViBT-COF介导的免疫反应的有效增强提供了进一步的支持。 此外，在接受不同治疗后，小鼠没有观察到明显的体重减轻或主要器官损伤，这证明了这些AIE COF具有良好的生物安全性。为了更深入地探讨TPDA-ViBT-COF对抗肿瘤免疫反应的影响，我们分析了治疗后15天肿瘤、肿瘤引流淋巴结（TDLN）和脾脏（SP）中免疫细胞的变化。 结果显示，TPDA-ViBT-COF+激光治疗可有效激活TDLN中的树突状细胞（DC），这对于启动宿主免疫至关重要，并在肿瘤、TDLN和SP中填充T细胞，可能是由于活化的DC 抗原呈递的影响。 此外，在肿瘤中，我们还观察到TPDA-ViBT-COF+激光治疗的肿瘤组织内CD3+ T和CD4+效应记忆T细胞增加，以及MDSC减少。
TPDA-ViBT-COF 介导光疗诱导 iTLS 形成
为了探索 TPDA-ViBT-COF 介导的光疗在诱导 iTLS 形成中的潜力，我们进行了多重免疫组织化学来监测经过 TPDA-ViBT-COF+ 激光处理或未经处理的肿瘤组织中的大多数 iTLS 相关免疫细胞。 有趣的是，我们在 TPDA-ViBTCOF 治疗的肿瘤中观察到广泛的白细胞聚集体，包括被分散的 CD4+T 细胞包围的内部 B 细胞区，表明肿瘤组织中可能形成 iTLS。为了进一步证实 TPDA-ViBT-COF+激光治疗的肿瘤中 iTLS 形成的发生，采用了 scRNA-seq 分析 58,59 。 经过质量控制，根据图表，总共 17182 个细胞被分为 9 个不同的细胞群，包括上皮细胞、基质细胞、巨噬细胞、浆细胞、NK 细胞、CD4+ T 细胞、B 细胞、Treg 细胞和 CD8+ T 细胞。 使用典型标记基因的平均表达进行基于聚类）。非免疫细胞亚群如上皮细胞和基质细胞主要由肿瘤细胞和肿瘤相关成纤维细胞组成。 在这项工作中，用 TPDA-ViBT-COF 处理后，观察到上皮细胞（肿瘤）和基质细胞的比例急剧减少，B 细胞和 CD4+ T 细胞显着增加。这可能归因于 TPDA-ViBT-COF 介导的光疗的细胞毒性作用减少了肿瘤细胞的比例。 此外，肿瘤抗原和炎症细胞因子的释放增加了免疫效应细胞的浸润。 肿瘤和基质细胞比例的减少，加上免疫细胞比例的增加，共同导致非免疫细胞比例的减少。
总结
本文设计并研究了一系列AIE COF以促进iTLS的形成并增强抗肿瘤免疫力。 详细的机理研究表明，这些 AIE COF 的光疗功效可以通过采用电子受体和 π 桥工程策略的协同方法得到大幅增强。 先前的研究表明，肿瘤细胞在应激条件下会释放炎症细胞因子，如 TNFα、IFNγ 和 CXCL1067-69。在这项研究中，我们发现AIE COF介导的光疗通过直接诱导肿瘤细胞的热和化学损伤，有效促进这些炎症因子的释放。
参考文献
Trigger inducible tertiary lymphoid structure formation using covalent organic frameworks for cancer immunotherapy,Liang Zhang, Boxin Zhang, Meng-Jie Zhang,Wenlang Li, Hao Li , Yantian Jiao, Qi-Chao Yang, Shuo Wang , Yuan-Tong Liu , An Song, Hai-Tao Feng , Jianwei Sun , Ryan T. K. Kwok, Jacky W. Y. Lam , Ben Zhong Tang & Zhi-Jun Sun,Nat. Commun.| (2025) 16:44,https://doi.org/10.1038/s41467-024-55430-4
