研究背景:癌症目前已成为人类社会巨大的疾病负担。传统的癌症治疗方式有手术、放疗和化疗,但是我们发现它们很难在做到对癌症的精准治疗和低毒副作用之间达到平衡。近些年来,许多种类的纳米探针应用于肿瘤治疗领域发挥了独特的优势,可以对病灶部位行诊断和治疗。纳米探针的免疫治疗是最近逐渐引起重视的新型治疗方法,可以在不破坏机体健康的前提下,通过激活固有或适应性免疫系统来实现杀死肿瘤的目的。生物安全性较高的近红外荧光染料Cypate为吲哚菁绿(ICG)衍生物,应用于活体荧光成像时灵敏度高,组织穿透深,但是容易被机体代谢排出。因此,发展一种既有成像功能同时又能对肿瘤部位行免疫治疗的新方法有着重大的意义。研究目的:本研究合成了对淋巴系统及肿瘤有成像功能,同时又具备对肿瘤免疫治疗能力的新型纳米抗原,并在体外和体内两个层面探索纳米抗原的成像与治疗应用。研究方法:首先,在常温下由Cypate和鸡卵清白蛋白(OVA)为原料合成了纳米抗原Cy@OVA,并在此基础上在其表面修饰有免疫刺激功能的新型佐剂CpG寡核苷酸(CpG ODN)得到Cy@OVA-CpG。首先对这两种纳米探针进行各种表征测试,如紫外光谱、荧光光谱等。其次,用MTT法考察了纳米抗原的生物相容性,使用共聚焦显微镜分析了骨肉瘤细胞对于纳米探针的摄取,利用流式细胞仪、共聚焦显微镜、多因子检测技术(Meso Scale Discovery,MSD)分析了纳米抗原在多种免疫细胞内的摄取及其引起的活化。然后,通过IVIS活体成像系统对纳米抗原在骨肉瘤模型小鼠和类风关模型小鼠进行成像测试,并考察了皮下注射纳米抗原之后对于淋巴系统的靶向及其中免疫细胞的内吞、活化情况。随后,评估纳米探针对于骨肉瘤模型小鼠的非特异性免疫刺激能力,分析纳米抗原是否可在体内引起特异性免疫记忆。最后,用不同的治疗方式验证纳米抗原对于骨肉瘤和黑色素瘤的治疗能力。研究结果:在细胞研究中,构建的Cy@OVA纳米抗原及其表面修饰了免疫佐剂的Cy@OVA-CpG在骨肉瘤细胞和各种免疫细胞(中性粒细胞、巨噬细胞、树突状细胞)均有较满意的摄取。相比于Cy@OVA,修饰了 CpG ODN的纳米抗原Cy@OVA-CpG对于免疫细胞的靶向性更好,可以引起免疫细胞更明显的功能活化。活体研究中,两种纳米抗原Cy@OVA和Cy@OVA-CpG作为造影剂通过不同的给药方式,可以对类风湿性关节炎、骨肉瘤病灶部位和淋巴系统进行成像。此外,纳米抗原不仅可以非特异性地刺激免疫系统产生细胞因子,还可以建立特异性免疫记忆。纳米抗原有效地抑制了骨肉瘤和黑色素瘤的生长。结论:构建的纳米抗原不仅可以靶向病灶部位和淋巴系统成像,还可以通过免疫细胞实现对肿瘤的治疗。