鄭州大学第一付属病院（整形外科）を主とする中国の研究チームが、第二近赤外光（NIR-II）で制御するCRISPR/Cas9ナノプラットフォームをベースに、フェロトーシスの亢進と免疫調節による骨肉腫の治療戦略および術後インプラント関連感染症の予防戦略を、Biomaterials 誌刊行論文にて紹介している。
フェロトーシスは免疫調節効果を有する有望な治療法とされ、骨肉腫への応用研究も盛んに行われているが、細胞内の抗酸化システムによる酸化還元バランス維持がもたらす効果減弱が課題になっている。これまでに、この酸化恒常性を制御する中心的な転写因子として、核因子赤血球2関連因子2（Nuclear factor erythroid 2-related factor 2: Nrf2）が同定されている。
研究チームは、熱制御可能なゲノム編集ナノプラットフォームBF/pHCNを開発した。具体的には、上流にHSP70プロモーター配列を持つCRISPR/Cas9プラスミド（HSP70-Cas9-sgNrf2：pHCNと命名された）を構築した。続いて、Fe(II)とpHCNが NIR-II 吸収を持つ有機低分子BTPで覆われ、さらに、DSPE-mPEG2000でコーティングされた粒子 BF/pHCN（BTP@Fe/pHCN）を自己組織化させた。
BF/pHCNは骨肉腫細胞内に取り込まれ、続いて、NIR-IIレーザーを42℃で照射すると、HSP70プロモーターが活性化し、Nrf2ゲノム配列を標的としたCRISPR-Cas9 GEによるNrf2の正確な阻害が促進され、Fe(II)の放出が促進され、最終的に酸化ストレス状態が破壊された。
こうして増幅されたフェロトーシスは免疫原性細胞死を完全に誘発し、マクロファージのリプログラミング、樹状細胞の成熟促進、そして細胞性抗腫瘍免疫の活性化を促した さらに、BF/pHCNはプランクトン細菌に対して直接的な殺菌活性を示し、マクロファージを標的とした鉄代謝異常戦略を通じて細胞内細菌を効果的に排除し、適応的抗菌免疫を誘導した。
BF/pHCNは、強力な抗感染および免疫調節作用に加えて、顕著な抗腫瘍特性を示し、骨肉腫の効果的な管理と術後インプラント関連感染症の予防に向けた実現可能な戦略を実現する。
[以上、グラフィカルアブストラクト参照]
[出典]
- "Amplified ferroptosis and immunomodulation triggered by NIR-II photothermal-controllable CRISPR/Cas9 nanoplatform to treat osteosarcoma and prevent postsurgical implant-associated infections" Li M, He L [..] Sun P, Li D, Zhang C. Biomaterials. 2026-02-03. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2026.124043 [所属] The First Affiliated Hospital of Zhengzhou University (Department of Orthopedics) (中国), Nanjing University of Posts & Telecommunications (State Key Laboratory of Flexible Electronics (LoFE) & Institute of Advanced Materials (IAM))
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