肝脏是结直肠癌最常见的远处转移器官之一，其天然免疫耐受特性也使肝转移灶更容易形成免疫抑制性微环境。如何在避免全身性细胞因子毒性的同时，精准重塑肝脏局部免疫状态，是肝转移免疫治疗面临的重要难题。2026年10月4日，张智红教授团队在国际期刊《Advanced Materials》（IF 29.1）发表题为 “Engineered IFN-γ-Expressing Platelet-Like Microparticles Trigger Macrophage-Targeted Immunity to Eradicate Liver Metastases” 的研究论文。研究团队将合成生物学、仿生递送与肝脏免疫调控相结合，以工程化巨核细胞为底盘，构建了表达干扰素-γ（IFN-γ）的血小板样微粒递送系统，并进一步引入肝脏巨噬细胞靶向肽，实现IFN-γ向F4/80+肝脏巨噬细胞的递送。该体系通过诱导巨噬细胞重编程为M1样表型并获得抗肿瘤功能，激活CXCL9/CXCL10趋化信号，促进CXCR6+和CD8+ T细胞募集、迁移与效应功能恢复，从而显著抑制结直肠癌肝转移。
一、研究背景：如何精准打破肝脏免疫耐受
肝脏巨噬细胞是维持肝脏免疫稳态的重要调控者。在原发性和转移性肝脏肿瘤中，肝脏驻留的Kupffer细胞和浸润的肿瘤相关巨噬细胞可逐渐呈现免疫抑制性和促血管生成特征，并通过PD-L1、IL-10、TGF-β等信号抑制T细胞和NK细胞功能，从而形成有利于肿瘤存活和扩增的局部免疫屏障。
IFN-γ是推动巨噬细胞向促炎、抗肿瘤状态转变的重要细胞因子，但游离IFN-γ存在体内清除快、靶向性不足和全身暴露相关毒性等问题，限制了其直接用于系统性抗肿瘤治疗。基于此，研究团队提出：能否利用血小板样微粒的仿生特性，将IFN-γ定向递送至肝脏巨噬细胞生态位，从源头重塑肝脏免疫微环境？研究团队由此构建了肝脏巨噬细胞靶向的细胞因子表达型血小板样微粒递送系统，通过“靶向递送—巨噬细胞重编程—T细胞动员”形成局部免疫调控链条。
图1. 工程化肝脏巨噬细胞靶向的细胞因子表达型血小板样微粒递送系统。该系统选择性递送IFN-γ，促进巨噬细胞向M1表型重编程，重塑免疫抑制性肝脏微环境，随后增强CXCR6+和CD8+T细胞的募集和活化，最终促进结直肠癌肝转移灶的清除。
二、工程化巨核细胞：构建能够表达IFN-γ的血小板样微粒
研究首先从递送载体本身入手。团队采用巨核细胞系DAMI作为细胞底盘，将编码鼠源IFN-γ和mCherry的表达元件稳定整合至细胞中，获得DAMI-IFN-γ工程化细胞（图2A, 2B）。共聚焦成像、qRT-PCR、免疫荧光及蛋白检测均证实，IFN-γ能够在工程化细胞中稳定表达并呈现明显的膜相关分布（图2C-E）。随后，研究人员利用PMA诱导DAMI及DAMI-IFN-γ细胞成熟，分别获得血小板样微粒（Platelet-like microparticle，PMP）和细胞因子表达型血小板样微粒（Cytokine-expressing platelet-like microparticle，CPMP）。其中，由DAMI-IFN-γ细胞产生的微粒称之为IFN-γ-CPMP。在巨核细胞形成前血小板样突起的过程中，可以观察到携带mCherry-IFN-γ信号的微粒逐渐形成并释放（图2F, 2H, 2K）。纯化后，84.6%的IFN-γ-CPMP呈mCherry阳性（图2G），86.4%的颗粒表达血小板相关膜标志物CD62P（图2I）；动态光散射结果显示，其平均水合粒径约为860.9 nm（图2J），表明工程化产生的微粒携带IFN-γ的同时保留了血小板样特征。
图2 工程化IFN-γ表达型血小板样微粒的制备与表征。（A）IFN-γ-CPMP工程化制备过程示意图。（B）工程化DAMI-IFN-γ细胞的代表性共聚焦显微图像，标尺：15 μm，插图标尺：3 μm。（C）采用qRT-PCR检测野生型DAMI细胞和DAMI-IFN-γ细胞中IFN-γ的相对mRNA表达水平。数据以均值 ± 标准差表示（n = 3），采用非配对Student's t检验，****P < 0.0001。（D）工程化DAMI-IFN-γ细胞中IFN-γ定位的共聚焦重建图像。WGA-FITC标记细胞膜（绿色），mCherry示踪工程化IFN-γ表达载体（红色），Alexa Fluor 647 anti-mouse IFN-γ检测IFN-γ蛋白（洋红色）。IFN-γ信号与WGA标记的细胞膜区域存在空间重叠，支持工程化细胞因子的膜相关定位。标尺：10 μm。（E）Western blot检测DAMI、DAMI-IFN-γ、PMP和IFN-γ-CPMP中的IFN-γ和mCherry表达。IFN-γ和mCherry信号主要出现在DAMI-IFN-γ细胞及其衍生的IFN-γ-CPMP中，而亲本DAMI细胞和PMP仅显示较弱或极少特异性信号。（F）PMA诱导DAMI-IFN-γ细胞成熟过程的共聚焦图像，可见携带mCherry-IFN-γ（红色）的前血小板样突起形成。标尺：10 μm。（G）流式细胞术分析PMP和IFN-γ-CPMP中mCherry阳性颗粒比例。（H）IFN-γ-CPMP的共聚焦荧光图像（白色箭头）。WGA-FITC标记细胞膜（绿色），IFN-γ-CPMP显示为红色，Alexa Fluor 647 anti-mouse IFN-γ检测IFN-γ蛋白（洋红色）。标尺：10 μm。（I）流式细胞术分析IFN-γ-CPMP表面CD62P表达。与同型对照相比，IFN-γ-CPMP具有较高的CD62P阳性比例，其中86.4%的颗粒位于CD62P阳性门内，表明其保留了血小板相关膜标志物。（J）IFN-γ-CPMP的代表性动态光散射结果，平均水合粒径（z-average）为860.9 nm，多分散指数（PDI）为0.349。（K）扫描电子显微镜观察前血小板和IFN-γ-CPMP的形态，主图标尺：5 μm，插图标尺：2 μm。
三、抗肿瘤免疫学机制：工程化血小板样微粒靶向重编程肝脏巨噬细胞，激活T细胞抑制结直肠癌肝转移
验证IFN-γ-CPMP的免疫调节功能：体外实验显示，IFN-γ-CPMP可促进巨噬细胞CD86和iNOS表达，诱导其向M1样促炎表型转变。非荷瘤小鼠实验静脉注射IFN-γ-CPMP后，被F4/80+肝脏巨噬细胞摄取，并伴随CD86升高、CD206降低，肝脏内CD8+ T细胞数量也增加。该免疫激活反应在给药后第1天最为明显，随后逐渐恢复至基线，提示IFN-γ-CPMP可在肝脏局部诱导免疫活化且时长可控。
靶向肝脏巨噬细胞并探究重塑免疫微环境的相关机制：在IFN-γ-CPMP基础上，研究团队引入肝脏巨噬细胞靶向肽TPLRM，构建TPLRM-IFN-γ-CPMP。该修饰显著提高了IFN-γ在F4/80+肝脏巨噬细胞中的富集和摄取，并增强CD80、CD86等M1样表型。转录组分析显示，给药后IFN-γ/TLR相关信号及CXCL9/CXCL10趋化轴被激活，同时促进CXCR6+和CD8+ T细胞募集，为解除肝脏免疫耐受提供了机制基础。
恢复T细胞动态免疫监视并抑制肝转移：活体显微成像显示，治疗后CXCR6⁺ T细胞由空间受限、低迁移状态转变为主动巡查状态，运动能力明显增强。在MC38结直肠癌肝转移模型中，IFN-γ表达型CPMP显著降低肝脏肿瘤负荷，促进巨噬细胞由M2样向M1样表型转变，并增加CD8+ T细胞浸润及Granzyme B、IFN-γ等效应分子表达。在早期肝转移模型中的研究表明，该体系可恢复CXCR6+CD8+ T细胞对转移灶的免疫监视，从而明显抑制肝转移进程。
四、结论
该研究以工程化巨核细胞为底盘，构建了由三个核心单元组成的工程化血小板样微粒递送系统：无细胞核的血小板样微粒载体、靶向序列单元、细胞因子表达单元。该系统兼具仿生性、靶向性和功能性，既保留血小板样微粒良好的生物相容性和组织归巢特征，又可通过模块化设计实现细胞因子的定向递送与局部免疫调控。构建的工程化血小板样微粒递送系统，通过定向递送IFN-γ诱导肝脏巨噬细胞免疫重编程，激活CXCL9/CXCL10趋化信号并促进CXCR6+、CD8+ T细胞募集和功能恢复，从而形成“靶向递送—巨噬细胞重编程—T细胞动员—肝转移抑制”的免疫调控链。该研究整合了合成生物学、仿生递送及肝脏免疫调控，为结直肠癌肝转移的局部免疫治疗提供了新策略。
五、研究团队与资助
海南大学生命健康学院张智红教授为通讯作者。华中科技大学武汉光电国家研究中心博士生章仁和王佳璐为该论文共同第一作者。华中科技大学武汉光电国家研究中心研究生栗博睿、姜明辰、李剑、刘金鑫、王欣如、高露露，以及海南大学生命健康学院博士后胡佳红、黄松林共同参与了该项研究。该研究得到国家自然科学基金重点项目（32330048）、海南省科技人才创新项目（KJRC2023B09）、海南大学一流学科突破计划（XKTP2025B03）以及武汉光电国家研究中心创新基金等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.75242
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