✅ 研究背景与核心问题

• 树突状细胞（DCs） 是免疫系统中的关键抗原呈递细胞，其迁移能力（包括内在运动性与趋化能力）对肿瘤免疫监视和T细胞激活至关重要。

• 传统研究多关注化学信号（如趋化因子）对DC迁移的调控，但机械刺激（如细胞外基质的硬度、拓扑结构等）也逐渐被认为是重要调控因素。

• 纳米碰撞：在体内，DC表面会不断受到来自外泌体、病毒颗粒、蛋白质复合物等超小生物颗粒的高频碰撞。这种碰撞具有超快作用时间（<500 µs） 和纳米级接触界面，但其是否影响DC功能尚不清楚。

图1。NCG促进DCs运动以增强免疫的示意图。

🧪 主要发现与机制解析

1. 纳米碰撞增强DC的迁移能力

• 通过微流控系统和磁场驱动平台，研究者模拟了内源性纳米颗粒对DC的碰撞。

• 结果显示：

• 纳米碰撞使DC的迁移速度提高至对照组的1.41倍；

• 诱导多极性突起形成和F-肌动蛋白聚合；

• 不破坏细胞膜完整性，表明其作用机制与局部膜形变相关。

2. Piezo1–Ca²⁺–肌球蛋白IIA通路的关键作用

• 纳米碰撞引起局部膜曲率变化，激活Piezo1机械敏感通道；

• 导致Ca²⁺内流，形成局部钙热点；

• Ca²⁺激活肌球蛋白IIA磷酸化，稳定F-肌动蛋白，增强细胞内在运动性；

• Ca²⁺扩散至全细胞后，激活cPLA₂通路，上调CCR7表达，增强趋化能力。

3. 转录组学揭示信号网络重塑

• RNA测序显示，纳米碰撞激活了钙信号通路和cPLA₂通路；

• 抑制Piezo1可阻断CCR7上调，证实Ca²⁺是关键信号枢纽；

• 同时下调ECM相关基因，有助于DC在肿瘤基质中更高效迁移。

4. 纳米碰撞促进淋巴结归巢与抗原呈递

• 纳米碰撞处理后的DC在24小时内淋巴结归巢能力提高7.1倍；

• 增强OVA抗原的捕获与MHC-I呈递能力；

• 提升IL-12、IFN-γ等炎症因子表达，促进T细胞激活。

图2. NCG触发的纳米碰撞的功能表征和生物力学相互作用。

🧱 纳米碰撞发生器的构建与应用

为实现临床转化，研究团队设计了一种超声响应型纳米碰撞发生器（NCG）：

• 结构：PFH核心 + 可破裂的脂肪酸壳层（FA）；

• 机制：超声诱导PFH气化，产生内压，使壳层破裂并释放“碎片"，引发纳米碰撞；

• 优势：

• 可精准控制碰撞强度；

• 脂肪酸成分本身具有免疫佐剂效应，增强TLR激活；

• 在肿瘤模型中与阿霉素（DOX）联合使用，显著抑制肿瘤生长、转移与复发。

🐭 体内抗肿瘤效果

• 在B16-F10黑色素瘤模型中，DOX + NCG组：

• 肿瘤体积显著缩小（终体积 < 100 mm³）；

• 100%小鼠存活至实验终点；

• 淋巴结中成熟DC（CD86⁺CD80⁺） 和CD8⁺ T细胞显著增多；

• 肺和肾转移抑制；

• 二次肿瘤接种后生长被显著抑制，提示免疫记忆形成。

图3。NCG触发的纳米碰撞对黑色素瘤转移和复发的影响。

🔬 创新点总结

📌 研究意义

该研究不仅揭示了机械信号在免疫调控中的新角色，还提供了一种可临床转化的纳米机械免疫治疗策略。通过“纳米碰撞"增强DC的功能，为肿瘤免疫治疗提供了全新的思路和工具。