载药胶束联合A2AR抑制剂用于增强乳腺癌的化学-免疫治疗研究

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:andyzt509
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在2020年患癌统计当中,女性乳腺癌俨然成为世界第一大癌症。当前,癌症的免疫治疗被赋予一种很有前景的治疗方式,旨在激活自身的免疫系统产生适应性免疫响应特定地杀死癌细胞。在适应性免疫中,抗原的有效呈递与树突状细胞(DCs)的活化这两部分是必不可少的。一方面经典的化疗药物阿霉素(DOX)可以诱导癌细胞的免疫原性死亡(ICD),促进癌细胞表面的钙网蛋白(CRT)暴露和高迁移族蛋白1(HMGB1)的分泌,进而募集DCs并将自身癌细胞相关抗原呈递至DCs;另一方面DCs在没有活化信号的参与时,处于一种免疫抑制的状态,而作为佐剂的一种,雷西莫德(R848)是Toll样受体7/8(TLR7/8)激动剂,刺激DCs的TLR7和TLR8受体致使DCs的成熟活化。此外,在肿瘤微环境(TME)当中,存在一种高表达的分子—腺苷(ADO)。ADO通过与多数淋巴细胞(例如调节性T细胞(Tregs)、NK细胞和T细胞)表面上的A2AR受体(G蛋白偶联受体的一种)结合激活腺苷能通路,改变这些细胞内代谢水平,诱导产生免疫抑制作用。目前免疫治疗药物临床响应率不高,并伴随着药物脱靶等毒副作用是影响免疫治疗效果的主要原因。而随着纳米医疗技术的兴起,纳米药物可能会有效地解决这些问题,进一步地提升抗癌药物的功效。基于此,本论文设计了一种具有良好生物相容性的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-聚乙二醇-ss-聚己内酯胶束(RGD-PEG2000-ss-PCL,RPsP),将两个疏水药物DOX和R848载入其中制备得到载药胶束D/R@RPsP。D/R@RPsP表面的RGD能主动靶向鼠源乳腺癌(4T1)细胞表面整合素αVβ3,提高药物在肿瘤区域的富集,其胶束进入肿瘤细胞后能进一步地响应肿瘤细胞内高浓度的谷胱甘肽(GSH)发生氧化还原反应使聚合物链段断裂,将所包载的药物分子直接释放出来,从而更有效地发挥药物作用。与此同时,A2AR受体抑制剂SCH58261在腺苷存在的条件下,竞争性结合A2AR受体,抑制Tregs的增殖,促进T细胞和NK细胞的抗肿瘤效果,将肿瘤微环境(TME)的免疫抑制改善为免疫促进的效果。因此,本文提出,通过小鼠尾静脉注射D/R@RPsP与腹腔注射A2AR受体抑制剂SCH58261的结合,能够协同产生高效且低毒性的癌症免疫治疗效果。主要研究内容和实验结果如下:首先成功合成出精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)、聚乙二醇羧基(HOOC-PEG2000-COOH)、碳酸叔丁酯单保护的NH2(Boc-ss-NH2)、碳酸叔丁酯单保护的聚己内酯(Boc-ss-PCL)、单羧基化的聚乙二醇-ss-聚己内酯(HOOC-PEG2000-ss-PCL)、单甲氧基醚聚乙二醇-ss-聚己内酯(m PEG2000-ss-PCL)和精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-聚乙二醇-ss-聚己内酯(RGD-PEG2000-ss-PCL),并通过高效液相色谱(HPLC)、液相色谱质谱联用(LC-MS)和核磁共振氢谱(1H-NMR)等检测方式检测了这些化合物的结构和纯度。采用溶剂挥发法制备载阿霉素(DOX)和雷西莫德(R848)胶束D/R@RPsP。通过动态光散射纳米粒度仪(DLS)检测了其水合粒径、多分散系数(PDI)、电位(Zeta)的大小和胶束的稳定性,透射电镜(TEM)观察胶束的真实形貌,通过荧光分光光度计检测其临界胶束浓度(CMC)并评估载药胶束的载药量(LC)和包封率(EE)。从结果分析得出,胶束D/R@RPsP是一种分散均匀、大小均一、稳定性好和负载效率高的球纳米颗粒。通过分析RPsP在不同谷胱甘肽(GSH)浓度下粒径的变化以及核磁结果的对比,充分说明RPsP具有良好的还原响应效果。D/R@RPsP在不同GSH浓度下释放药物的情况也与之一致。接着通过细胞活死染色和Alamar Blue法,定性及定量证明了胶束RPsP具有良好的细胞相容性。考察了载药胶束的半抑制浓度(IC50),主动靶向性能,诱导ICD的强度以及DCs的成熟活化。结果分析显示,D/R@RPsP的IC50为3.72±0.13μg/mL,相较于无靶向的D/R@mPsP的IC504.39±0.12μg/mL提升1.2倍,诱发ICD也为最强,其中CRT表达的荧光最强,HGMB1分泌量水平达到13.2±2.2μg/L,介导DCs成熟程度也达到92.6±0.8%。最后考察体内抗肿瘤活性,D/R@RPsP+SCH58261通过正常器官H&E染色和血常规结果分析,表明其具有全身安全性的功效。与此同时,其肿瘤抑制率在所有组别当中最高,为89.9±11.5%,并且在第6天和第8天分别观察到一只老鼠身上的乳腺癌完全消退,表明其治疗效果最佳。此外,在诱导ICD程度和DCs活化成熟上,D/R@RPsP+SCH58261中CRT通过流式细胞仪分析其表达量最高为69.9%,以及用ELISA试剂盒测得HMGB1的量也为最多,即239.9±26.8μg/L,DCs的成熟度也达最高为57.2±1.1%。进一步考察TME中A2AR拮抗后腺苷能通路的影响,结果表明协同SCH58261能够降低A2AR的表达,同时能促进CD8+T细胞和NK细胞的增殖,以及抑制Tregs的活性。最终实现抑制TME中腺苷能通路的化学-免疫联合疗法。
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