β-环糊精接枝壳聚糖为载体的MUC1肿瘤疫苗的制备及免疫活性评价

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恶性肿瘤严重地威胁着人类的健康和生命安全。肿瘤疫苗通过激活人体免疫系统清除肿瘤细胞,被认为是最具前景的新型癌症治疗手段之一。肿瘤细胞表面大量表达的肿瘤相关糖抗原(Tumor-associated carbohydrate antigen,TACA)特异性高、化学结构保守,是肿瘤疫苗开发的理想靶点。其中,具有特异性糖基化的肿瘤相关粘蛋白1(Mucin 1,MUC1)在多种恶性肿瘤中过量表达,已被广泛用于开发肿瘤的诊断和治疗方案。然而,MUC1存在着免疫原性较弱、T细胞非依赖性抗原等问题,如何设计有效的疫苗结构成为疫苗开发的关键问题。除了传统的蛋白载体疫苗设计策略,近年来一些新型生物材料和纳米颗粒也被逐渐用于疫苗的构建,并显示出较好的结果。本论文以具有免疫刺激活性的壳聚糖为出发点,设计并合成了β-环糊精接枝壳聚糖(β-cyclodextrin-grafted chitosan,CS-g-CD)作为载体、利用主客体相互作用组装MUC1多肽的肿瘤疫苗,并进一步制备成纳米颗粒疫苗,通过体外细胞实验和小鼠体内免疫活性评价研究了疫苗的免疫学活性,证明该疫苗设计有效提高了MUC1疫苗的免疫原性。主要结论如下:(1)以CS-g-CD为载体的MUC1纳米颗粒疫苗的构建与表征。通过固相合成方法合成了MUC1、ada-ACP-MUC1、ada-ACP-MUC1-Tn以及ada-ACP-MUC1-FITC四种多肽,产率分别为21.21%、38.9%、27.1%以及23.51%,纯化后,高效液相色谱和质谱鉴定均正确。通过化学法合成了三种不同接枝率的CS-g-CD,其接枝率分别为2.60%、9.47%和15.60%,其中β-环糊精接枝率为15.60%的CS-g-CD的溶解性最好。通过主客体作用将具有金刚烷修饰的MUC1多肽与CS-g-CD进行自组装,通过高效液相色谱检测抗原负载量均在38%以上;并进一步通过离子凝胶法将疫苗制备成纳米颗粒,通过透射电镜和动态光散射对粒径大小进行表征,其粒径大小为100 nm左右,且包裹多肽的纳米颗粒表面带正电荷。(2)以CS-g-CD为载体的MUC1纳米颗粒疫苗的体外安全性评价及体外细胞摄取活性评价。通过体外细胞实验发现纳米颗粒疫苗的浓度从20-80μg·m L-1对RAW264.7和HEK-293两种细胞均无明显的毒性作用,证明了构建的纳米颗粒疫苗具有良好的生物安全性。通过抗原呈递细胞对荧光纳米颗粒疫苗的摄取实验发现树突状细胞对纳米颗粒形式的疫苗显示出更强的吞噬作用,证明了纳米颗粒形式能够促进抗原的摄取。(3)以CS-g-CD为载体的MUC1纳米颗粒疫苗的体内免疫活性评价。通过小鼠体内免疫实验,发现三组疫苗免疫均能产生特异性抗体,其中CS-g-CD/ada-ACP-MUC1疫苗产生的抗体滴度最高,证明了疫苗能够产生高滴度的特异性抗体。通过流式细胞术和补体依赖的细胞毒实验发现与未免疫组小鼠血清相比,免疫后的小鼠血清产生的抗体能够特异性识别并结合肿瘤细胞,证明免疫产生的抗体能够特异性识别抗原并激活补体系统杀伤肿瘤细胞。
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