精氨酸酶在多种恶性肿瘤包括结直肠癌中表达丰富，异常的精氨酸代谢促进了免疫抑制性肿瘤微环境的形成，同时也是结直肠癌免疫治疗不敏感的重要原因。M2型肿瘤相关巨噬细胞（TAM）是肿瘤微环境中的主要免疫抑制细胞，如何调节肿瘤精氨酸代谢促进TAM向M1复极化是难治性结直肠癌的治疗关键。
近日，华中科技大学同济医学院附属协和医院蔡开琳教授团队在Journal of Translational Medicine杂志上发表题为“Engineered microparticles modulate arginine metabolism to repolarize tumor-associated macrophages for refractory colorectal cancer treatment”的研究论文（2024 Oct 7;22(1):908），主要介绍了工程化肿瘤细胞外囊泡（PG/ICG@MPs）携带一种天然的精氨酸酶抑制剂白皮杉醇3ʹ- o -葡萄糖苷（PG）和吲哚菁绿（ICG）对结直肠癌肿瘤进行的靶向治疗，抑制异常的精胺酸代谢促进TAM向M1型极化，并产生内源性一氧化氮（NO）增强ICG的光疗效果，为难治性结直肠癌的治疗提供了一种新的解决方法。第一作者王军博士、邓胜和博士、程登龙硕士，通讯作者曹英豪博士、蔡开琳教授。
在这项研究中，通过工程化肿瘤细胞外囊泡，携带PG和ICG两种药物(PG/ICG@MPs)，递送到肿瘤部位。作为传统草本植物大黄的有效活性成分，PG的递送不仅抑制了肿瘤细胞中精氨酸酶（ARG）的产生和活性，还激活一氧化氮合酶（NOS）的活性，促进肿瘤内源性NO产生。PG联合内源性NO能够有效逆转TAM的极化，促进M1型巨噬细胞的产生。同时，NO能够增强ICG的光动力效果，产生更多的ROS，抑制肿瘤细胞线粒体功能，杀伤肿瘤细胞。
总的来说，这项研究表明工程化细胞外囊泡PG/ICG@MPs通过抑制肿瘤内精氨酸的异常代谢，激活肿瘤免疫，结合增强的ICG光动力效果，对难治性结直肠癌产生了显著的治疗效果。该研究的成功实施推动了具有多种潜力的天然药物的开发，为肿瘤的综合治疗提供了一种具有临床转化意义的有效方法。这一特性对于减少与免疫疗法临床转化相关的时间和成本至关重要。
参考文献：Engineered microparticles modulate arginine metabolism to repolarize tumor-associated macrophages for refractory colorectal cancer treatment.J Transl Med 22, 908 (2024). https://doi.org/10.1186/s12967-024-05652-3
外泌体资讯网 J TRANSL MED | 华科同济医学院附属协和医院蔡开琳：工程化囊泡调节精氨酸代谢促进TAM复极化用于难治性结肠癌治疗
