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癌症是人类最致命的疾病之一。免疫检查点阻断疗法(例如aPD-1、aPD-L1抗体、CTLA4抗体)现已成为多数癌症的一线治疗选择。检查点阻断剂相对低的应答率(对于大多数肿瘤类型,应答率范围为10%-40%)限制了它们的临床应用范围。据报道,部分癌症治疗,例如化疗(阿霉素(DOX),奥沙利铂,紫杉醇等)、光动力治疗、光热治疗和放疗可以以免疫原性死亡的方式诱导肿瘤细胞死亡,这也称为免疫原性细胞死亡(ICD)。ICD可以通过从消融的肿瘤细胞残留物中产生肿瘤相关抗原来产生抗肿瘤免疫应答。最终,ICD可以增加抗原特异性T细胞的活化、增殖和肿瘤浸润,这可能增加患者对免疫检查点阻断疗法的反应率。因此,利用ICD诱导方式已成为增强检查点阻断剂功效有希望的策略。在本论文中,我们制备了脂质-聚合物杂化纳米载体TKHNP-C/D,通过级联两种ICD诱导方式,即基于DOX的化疗和光敏剂Ce6的PDT,增强免疫反应,以增强检查点阻断剂aPD-L1的抗肿瘤效果。方法:1.纳米颗粒TKHNP-C/D的制备和表征合成了活性氧响应聚合物材料硫代缩酮磷酸酯(TK-PPE)。通过简单的纳米共沉淀法制备了包载TK-PPE、疏水性阿霉素(DOX)、光敏剂Ce6的载药纳米颗粒TKHNP-C/D。进一步,我们研究了 TKHNP-C/D纳米颗粒稳定性、紫外吸收、光照不同时间纳米颗粒尺寸变化以及光照后DOX荧光变化,并对比了纳米颗粒光照前后的体外释放行为。2.体外评价纳米颗粒TKHNP-C/D对肿瘤细胞杀伤作用及引起的免疫反应流式和共聚焦实验对比光照前后纳米颗粒TKHNP-C/D荧光变化,通过MTT实验和细胞凋亡实验评价纳米颗粒TKHNP-C/D级联化疗-光动力治疗对肿瘤细胞的杀伤作用。接下来我们通过流式和共聚焦检测细胞膜上钙网蛋白(CRT)的暴露来研究TKHNP-C/D介导的级联化疗-光动力引起免疫原性死亡。3.体内评价纳米颗粒TKHNP-C/D抗肿瘤效果及免疫反应小动物成像研究纳米颗粒在小鼠体内分布情况,取出主要脏器和肿瘤进行定量分析,然后进行肿瘤抑制实验,对比纳米颗粒光照和不光照的治疗差异,分析治疗后小鼠肿瘤体积变化。检测了治疗结束后不同组之间肿瘤部位细胞毒性T细胞的比例。重新植瘤,给药36h后,将小鼠解剖,取肿瘤淋巴结,流式检测DC成熟比例。4.纳米颗粒TKHNP-C/D介导的化疗-光动力治疗引起免疫反应与免疫检查点阻断剂aPD-L1联用用于抑制两侧肿瘤受纳米颗粒TKHNP-C/D级联化疗-光动力治疗诱导较强的细胞免疫的启发,我们假设这种化疗-光动力治疗与αPD-L1检查点阻断具有协同作用。在接下来的研究中,我们通过将4T1细胞皮下注射小鼠的左右两侧区域来建立双侧乳腺癌模型。然后两侧肿瘤抑制实验,分析小鼠肿瘤体积和体重变化,将肿瘤组织切片并染色以分析细胞增殖与凋亡情况。为了进一步探究化疗-光动力治疗引发免疫反应与αPD-L1检查点阻断剂协同作用的机制,我们检测了两侧肿瘤的细胞毒性T细胞,抗肿瘤系统免疫反应重要指标肿瘤坏死因子(TNF-α)、干扰素因子(IFN-γ)。结果:1.纳米颗粒TKNP-C/D的制备和表征通过核磁表征材料TK-PPE的成功合成。纳米沉淀法制备了包载TK-PPE、疏水性阿霉素(DOX)、光敏剂Ce6的载药纳米颗粒TKHNP-C/D。TKHNP-C/D在405 nm和490 nm波长处显示出强的紫外吸收,表明Ce6和DOX被成功包载进纳米颗粒内。纳米颗粒TKHNP-C/D具有较好稳定性。动态光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM)检测发现光照不同时间纳米颗粒尺寸收缩。体外药物释放实验,纳米颗粒光照组比不光照组DOX释放量更多。2.体外评价纳米颗粒TKHNP-C/D对肿瘤细胞杀伤作用及引起的免疫反应流式和共聚焦实验表明纳米颗粒光照比不光照DOX荧光更强,MTT和细胞凋亡实验表明光照纳米颗粒对肿瘤细胞杀伤效果最强,这是由于化疗-光动力的级联作用。通过流式和共聚焦检测钙网蛋白(CRT)的暴露,证明了纳米颗粒TKHNP-C/D+L能够引起免疫原性死亡,增强免疫反应。3.体内评价纳米颗粒TKHNP-C/D抗肿瘤效果及免疫反应TKHNP-C/D在肿瘤部位具有明显的富集。由于化疗-光动力治疗协同作用,TKHNP-C/D光照组通过单次给药可以明显抑制肿瘤。TKHNP-C/D+L可以促进DC成熟,提高肿瘤部位效应T细胞比例。4.纳米颗粒TKHNP-C/D介导的化疗-光动力治疗引起免疫反应与免疫检查点阻断剂aPD-L1联用用于抑制两侧肿瘤这种级联化疗-PDT可以有效促进树突状细胞(DC)的成熟,增加淋巴细胞向肿瘤组织的浸润,引发有效的抗肿瘤免疫反应。受此结果启发,这种级联化疗-PDT进一步与PD-L1检查点阻断剂结合,不仅可以导致原发性肿瘤消退,而且可以引起全身免疫反应,通过显著的远端效应导致双侧同系小鼠肿瘤模型中远侧肿瘤的消退,证明增强了免疫检查点阻断剂的癌症治疗效果。结论:本论文制备了纳米颗粒TKHNP-C/D包载活性氧响应材料TK-PPE,DOX和光敏剂Ce6。包载的Ce6在660 nm光照下产生活性氧,不仅通过PDT效应杀死肿瘤细胞,而且可以降解TK-PPE材料促进DOX从纳米颗粒内释放,实现级联抑制肿瘤生长。此外,TKKHNP-C/D可以诱导免疫反应,与aPD-L1具有协同作用,同时抑制原位和远端肿瘤。