摘要：本文推薦通過高強度聚焦超聲（HIFU）聯合生物信息學篩選與血小板膜雜交脂質體遞送系統，實現基底樣乳腺癌（BLBC）的靶向細胞焦亡治療。
基底樣乳腺癌（BLBC）作為最具侵襲性的乳腺癌亞型，因其高度異質性和缺乏有效治療靶點而面臨治療困境。細胞焦亡作為一種炎性程序性細胞死亡方式，通過膜穿孔和炎癥因子釋放重塑腫瘤微環境，為BLBC治療提供了新方向。高強度聚焦超聲（HIFU）作為非侵入性物理治療手段，不僅能直接消融腫瘤，還可增強藥物遞送效率和免疫應答，但其與細胞焦亡的協同機制尚未明確。
關鍵焦亡相關基因與藥物篩選：通過對TCGA數據庫中169例BLBC樣本的生物信息學分析，鑒定出28個關鍵焦亡相關基因（包括AIM2、GSDMC、NLRP3等）。生存分析顯示這些基因與患者復發風險顯著相關（p<0.0001）。結合ctd和cellminer數據庫篩選出94種潛在焦亡誘導劑，其中米托蒽醌（mit）經實驗驗證與hifu協同作用最強，使4t1細胞ic50值降低12.91倍。hifu照射（8.4w，30秒）顯著改變20個焦亡基因表達，通過hifu-基因-藥物互作網絡鎖定20個候選誘導劑。< div="">
圖1 HIFU驅動靶向細胞焦亡療法治療基底細胞樣乳腺癌
圖2 闡述了細胞焦亡誘導劑的篩選及其與HIFU聯合治療BLBC的作用機制研究
圖1 HIFU驅動靶向細胞焦亡療法治療基底細胞樣乳腺癌
Plp構建與表征：采用薄膜水化-擠出法制備血小板膜雜交脂質體（Plp），其粒徑為114.3±3.84 nm，zeta電位-1.00±0.02 mV，載藥量8.07±0.01%，包封率94.78±0.19%。冷凍電鏡顯示Plp呈囊泡狀結構，穩定性良好。血小板膜表面的P-選擇素通過CD44受體介導腫瘤靶向，使Plp的細胞攝取效率較普通脂質體（Lip）提高1.34倍。HIFU處理進一步使Plp的腫瘤遞送效率提升2.78倍。
機制研究：HIFU通過機械應力下調IIa類組蛋白去乙酰化酶HDAC4和HDAC9表達，導致組蛋白H3K27乙酰化（H3K27Ac）水平顯著升高，開放染色質結構并促進CTSL基因轉錄。Plp與HIFU協同抑制BCL-2表達，誘導線粒體膜電位下降和活性氧（ROS）爆發（Plp+HIFU組ROS水平為對照組的1.53倍）。過量ROS激活caspase-8和NLRP3炎癥小體，切割Gasdermin C（GSDMC）產生N端片段（GSDMC-N），形成細胞膜孔道引發焦亡。siRNA敲低CTSL證實該基因在GSDMC切割中的關鍵作用。
轉錄組學驗證：RNA測序顯示Plp+HIFU處理組有3784個基因上調，1221個基因下調。GSEA分析證實焦亡通路富集（富集分數0.46），KEGG分析顯示細胞因子-細胞因子受體相互作用和鈣信號通路激活。雷達圖顯示IL-6、GSDMC和AIM2表達分別上調2.34、2.08和3.46倍。ROS相關基因表達譜改變（29個上調，12個下調）支持氧化應激在焦亡中的核心地位。
體內療效評估：Plp+HIFU組腫瘤抑制率達94.04%，50%小鼠實現腫瘤完全消退。活體熒光成像顯示Plp在腫瘤部位富集強度為Lip組的2.03倍，聯合HIFU后進一步提升1.59倍。藥代動力學顯示Plp血藥濃度在8h時為Lip組的1.82倍。H&E和TUNEL染色顯示顯著腫瘤壞死，Ki67表達抑制。免疫組化證實caspase-8、GSDMC-N和H3K27Ac表達上調，HDAC4下調。
圖2 闡述了細胞焦亡誘導劑的篩選及其與HIFU聯合治療BLBC的作用機制研究
免疫調控效應：Plp+HIFU處理促進樹突狀細胞成熟（腫瘤內CD80+CD86+ DCs增加1.78倍），CD8+ T細胞浸潤增強1.78倍。脾臟中央記憶T細胞（CD44+CD62L+）比例顯著升高（CD8+ T細胞達46.63%）。腫瘤相關巨噬細胞向M1型極化（比例從17.13%增至31.7%），M2型巨噬細胞從19.13%降至4.06%。ELISA檢測顯示腫瘤微環境中IL-6和IFN-γ水平顯著升高。
結論：本研究構建了HIFU驅動的精準焦亡治療新策略，通過多組學篩選發現MIT作為高效焦亡誘導劑，并創新性采用血小板膜雜交脂質體增強靶向遞送。機制上揭示HIFU通過表觀遺傳調控HDAC4/9-H3K27Ac-CTSL軸，協同Plp激活ROS/caspase-8/NLRP3/GSDMC通路。該策略為BLBC及其他難治性腫瘤提供了物理-化學-免疫協同治療新模式。
參考資料
[1] HIFU-Driven Targeted Pyroptosis Therapy in Basal-Like Breast Cancer
摘要：本文推薦通過高強度聚焦超聲（HIFU）聯合生物信息學篩選與血小板膜雜交脂質體遞送系統，實現基底樣乳腺癌（BLBC）的靶向細胞焦亡治療。
基底樣乳腺癌（BLBC）作為最具侵襲性的乳腺癌亞型，因其高度異質性和缺乏有效治療靶點而面臨治療困境。細胞焦亡作為一種炎性程序性細胞死亡方式，通過膜穿孔和炎癥因子釋放重塑腫瘤微環境，為BLBC治療提供了新方向。高強度聚焦超聲（HIFU）作為非侵入性物理治療手段，不僅能直接消融腫瘤，還可增強藥物遞送效率和免疫應答，但其與細胞焦亡的協同機制尚未明確。
關鍵焦亡相關基因與藥物篩選：通過對TCGA數據庫中169例BLBC樣本的生物信息學分析，鑒定出28個關鍵焦亡相關基因（包括AIM2、GSDMC、NLRP3等）。生存分析顯示這些基因與患者復發風險顯著相關（p<0.0001）。結合ctd和cellminer數據庫篩選出94種潛在焦亡誘導劑，其中米托蒽醌（mit）經實驗驗證與hifu協同作用最強，使4t1細胞ic50值降低12.91倍。hifu照射（8.4w，30秒）顯著改變20個焦亡基因表達，通過hifu-基因-藥物互作網絡鎖定20個候選誘導劑。< div="">
圖1 HIFU驅動靶向細胞焦亡療法治療基底細胞樣乳腺癌
圖2 闡述了細胞焦亡誘導劑的篩選及其與HIFU聯合治療BLBC的作用機制研究
圖1 HIFU驅動靶向細胞焦亡療法治療基底細胞樣乳腺癌
Plp構建與表征：采用薄膜水化-擠出法制備血小板膜雜交脂質體（Plp），其粒徑為114.3±3.84 nm，zeta電位-1.00±0.02 mV，載藥量8.07±0.01%，包封率94.78±0.19%。冷凍電鏡顯示Plp呈囊泡狀結構，穩定性良好。血小板膜表面的P-選擇素通過CD44受體介導腫瘤靶向，使Plp的細胞攝取效率較普通脂質體（Lip）提高1.34倍。HIFU處理進一步使Plp的腫瘤遞送效率提升2.78倍。
機制研究：HIFU通過機械應力下調IIa類組蛋白去乙酰化酶HDAC4和HDAC9表達，導致組蛋白H3K27乙酰化（H3K27Ac）水平顯著升高，開放染色質結構并促進CTSL基因轉錄。Plp與HIFU協同抑制BCL-2表達，誘導線粒體膜電位下降和活性氧（ROS）爆發（Plp+HIFU組ROS水平為對照組的1.53倍）。過量ROS激活caspase-8和NLRP3炎癥小體，切割Gasdermin C（GSDMC）產生N端片段（GSDMC-N），形成細胞膜孔道引發焦亡。siRNA敲低CTSL證實該基因在GSDMC切割中的關鍵作用。
轉錄組學驗證：RNA測序顯示Plp+HIFU處理組有3784個基因上調，1221個基因下調。GSEA分析證實焦亡通路富集（富集分數0.46），KEGG分析顯示細胞因子-細胞因子受體相互作用和鈣信號通路激活。雷達圖顯示IL-6、GSDMC和AIM2表達分別上調2.34、2.08和3.46倍。ROS相關基因表達譜改變（29個上調，12個下調）支持氧化應激在焦亡中的核心地位。
體內療效評估：Plp+HIFU組腫瘤抑制率達94.04%，50%小鼠實現腫瘤完全消退。活體熒光成像顯示Plp在腫瘤部位富集強度為Lip組的2.03倍，聯合HIFU后進一步提升1.59倍。藥代動力學顯示Plp血藥濃度在8h時為Lip組的1.82倍。H&E和TUNEL染色顯示顯著腫瘤壞死，Ki67表達抑制。免疫組化證實caspase-8、GSDMC-N和H3K27Ac表達上調，HDAC4下調。
圖2 闡述了細胞焦亡誘導劑的篩選及其與HIFU聯合治療BLBC的作用機制研究
免疫調控效應：Plp+HIFU處理促進樹突狀細胞成熟（腫瘤內CD80+CD86+ DCs增加1.78倍），CD8+ T細胞浸潤增強1.78倍。脾臟中央記憶T細胞（CD44+CD62L+）比例顯著升高（CD8+ T細胞達46.63%）。腫瘤相關巨噬細胞向M1型極化（比例從17.13%增至31.7%），M2型巨噬細胞從19.13%降至4.06%。ELISA檢測顯示腫瘤微環境中IL-6和IFN-γ水平顯著升高。
結論：本研究構建了HIFU驅動的精準焦亡治療新策略，通過多組學篩選發現MIT作為高效焦亡誘導劑，并創新性采用血小板膜雜交脂質體增強靶向遞送。機制上揭示HIFU通過表觀遺傳調控HDAC4/9-H3K27Ac-CTSL軸，協同Plp激活ROS/caspase-8/NLRP3/GSDMC通路。該策略為BLBC及其他難治性腫瘤提供了物理-化學-免疫協同治療新模式。
參考資料
[1] HIFU-Driven Targeted Pyroptosis Therapy in Basal-Like Breast Cancer
