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脲基嘧啶酮(Ureidopyrimidone,UPy)含四元氢键(quadruply hydrogen-bonding,QHB)结构,具有极强的可逆性和动态相互作用,UPy单元通过其自补充四重氢键能力连接含有UPy的分子,可以利用该性质来促进自组装从而构建高级分子结构。UPy单元容易从异胞嘧啶和异氰酸酯衍生物合成得到,在过去的十年中,基于UPy超分子体系已被广泛研究。聚乙二醇(Polyethylene glyco,PEG)具有诸多的优良性质,如无毒、无刺激、生物相容性好、在体内容易被降解等,因此被广泛地应用于药物制剂。通过增强患者免疫系统以对抗癌症的治疗叫做癌症免疫疗法(Cancer immunotherapy,CIT),近几年随着癌症免疫治疗的不断发展和优化,使得许多癌症特别是黑素瘤、肾癌、膀胱癌和肺癌的治疗方式发生了巨大转变。对比传统的化学药物治疗,免疫疗法具有更佳的限制和消除肿瘤的效果,近年来在抗癌治疗方面处于领先地位。但是由于癌症免疫治疗中所用到的药物如单克隆抗体、Toll样受体激动剂、细胞穿透肽和细胞靶向肽直接用药时容易失活,因此研究出新型的药物递送体系来完善治疗作用成为当务之急。本课题通过脲基嘧啶酮官能化PEG形成两亲性聚合物,考察了它在水中对抗体的包封能力以及对修饰性CpG的复合能力、作为载体运输蛋白进入细胞的能力,以及在动物肿瘤模型中的治疗效果。主要工作有以下几点:1、两亲性聚合物的制备:以2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶为基础,利用氨基的一些特殊反应活性延长碳链,并使分子末端带双键或者三键,通过Micheal加成反应或者“Click”反应分别与末端带氨基、叠氮的PEG连接形成聚合物。2、聚合物的生物学性质试验:我们首先考察了材料在水中的分散性、颗粒的大小和形态等,然后用酶标仪对材料包封荧光标记的BSA的包封率进行了测评,发现该材料在水中可以自组装形成可以包封蛋白的、形态规整的颗粒。最后通过琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳验证了该材料可以与脲基嘧啶酮官能化的DNA复合。3、体外细胞内吞试验:材料包封荧光BSA后,加到铺有Raw 264.7细胞的96孔板中,通过倒置显微镜观察细胞对它的内吞作用。这个过程中发现该材料的生物相容性良好,对细胞几乎没有毒性,但是由于颗粒尺寸较大,无法通过细胞内吞作用将蛋白递送到细胞内。为了充分利用材料的诸多优良性质,我们将其改造成在细胞外作用的递送材料。4、动物实验:小鼠皮下注射B16F10细胞构建黑色素瘤动物模型,成瘤后肿瘤内注射包载了抗体(anti-PD-1、anti-CTLA-4 antibody)和DNA(CpG)的材料的PBS溶液,与直接用药进行对比,考察材料对药物的运输、缓释和保护作用。综上所述,本课题合成出的材料可作为运输蛋白质和基因的载体,它的生物相容性良好,自组装时不需添加其他交联剂,通过分子间的氢键作用力就能完成,具有十分可观的前景,后期在此基础上可以设计一系列相关的结构,优化该材料的不足之处,如减小颗粒尺寸大小,让材料包载药物进入细胞,在细胞内释放药物而找到其他有意义的用途。