80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
東華大學史向陽/沈明武團隊 Acta Biomater.：仿生含銅納米凝膠用于磁共振成像引導的腫瘤化療-化學動力學治療-免疫治療
2024-10-03  來源：高分子科技

  腫瘤微環(huán)境（TME）具有與正常組織截然不同的特征包括弱酸性、高水平活性氧（ROS）和谷胱甘肽（GSH）以及免疫失調等，現(xiàn)已成為腫瘤治療考慮的主要因素。化學動力學治療（CDT）因其治療特異性高和侵襲性低在近年來成為癌癥治療的熱點。課題組先前研究結果表明，由過渡金屬如鐵（Fe）、銅（Cu）和錳（Mn）組成的納米粒子（NPs）能夠響應特定的TME，消耗腫瘤組織中內源性過量H2O2，并通過芬頓/類芬頓反應生成大量有毒的?OH，導致細胞氧化應激失衡和凋亡，從而實現(xiàn)理想的CDT（Adv. Mater., 2022, 34, 2107009；Nano Today, 2021, 41, 101325; ACS Nano, 2023, 17, 23889-23902）。Cu基金屬NPs介導的類芬頓反應能夠在弱酸性和中性介質中發(fā)生，其反應速率遠高于基于Fe2+的芬頓反應。此外，獨特的磁共振（MR）弛豫性能使Cu基NPs成為一種潛在的T1加權MR成像造影劑。


  內質網（ER）作為調節(jié)生物功能的主要細胞器，在蛋白質折疊和運輸過程中發(fā)揮著重要作用，被認為是理想的治療靶點。癌細胞可通過緩解ER應激從而使自身得以存活，因而誘導放大內質網應激成為高效殺滅癌細胞的新興策略。一方面，豐加霉素（Toy）已被作為XBP1剪接的抑制劑，可以下調促癌生存通路，從而放大ER應激（Adv. Mater., 2022, 34, 2206861; Adv. Sci., 2023, 10, 2301759）；另一方面，CDT誘導的氧化應激將嚴重加劇ER應激，在這種情況下，癌細胞會持續(xù)處于未解決的ER應激狀態(tài)，最終導致癌細胞的免疫原性細胞死亡（ICD），激發(fā)免疫響應。


  綜上，構建腫瘤靶向的響應型多功能納米平臺以全面調節(jié)TME是提高惡性腫瘤診療效果的關鍵。東華大學史向陽教授/沈明武研究員團隊首先采用3,4-二羥基氫化肉桂酸（3,4-DHPPA）修飾氨基化的聚（N-乙烯基己內酰胺）納米凝膠（PVCL NGs），并高效絡合Cu(II)和負載Toy，制備了腫瘤細胞膜（CM）偽裝的ADCT@CM NGs納米平臺用于黑色素瘤的磁共振成像引導的化療-化學動力學治療-免疫治療（圖1）。納米平臺包覆的CM能夠同源靶向至小鼠黑色素瘤（B16）細胞，并在GSH含量較高的TME中響應性釋放Cu(II)和Toy。同時，所開發(fā)的NGs能夠通過協(xié)同基于Cu(II)的類芬頓反應介導的化學動力學治療和Toy介導的化療的效果，產生ROS、耗竭GSH、降低線粒體膜電位（MMP）、增強脂質過氧化物（LPO）積累，進而增強氧化應激和ER應激，引發(fā)顯著的ICD。動物模型驗證，NGs通過在體內誘導ICD效應（包括CRT和HMGB-1的高表達），進而熟化樹突細胞，激活免疫效應（包括高水平的免疫細胞因子分泌、腫瘤浸潤性CD8+細胞毒性T細胞的增加以及調節(jié)性T細胞（Tregs）的減少），顯著抑制腫瘤生長。在CM的偽裝和Cu(II)負載的作用下，所開發(fā)的納米平臺實現(xiàn)了同源腫瘤靶向和T1加權MR成像，為探索ICD促進的腫瘤治療納米平臺的研發(fā)提供了新思路。


圖1. ADCT@CM NGs的合成（A）及其用于MR成像引導腫瘤化療-化學動力學治療-免疫治療（B）的示意圖。


  SEM圖及其粒徑分布結果表明合成的AD NGs和ADCT@CM NGs形貌呈球形，平均尺寸分別為119 nm和113 nm（圖2A-D）。DLS測試結果顯示ADCT@CM NGs的表面電位降低到-8.56 mV，水動力尺寸減小到211.4 nm（圖2E-F），歸因于Toy與NGs之間形成的氫鍵和疏水相互作用導致了更為致密的NGs結構的產生。此外，用CM包覆NGs可能會形成一個緊密的外層，并通過反復擠壓減少團聚，從而進一步減小其整體尺寸。ADCT@CM NGs表面保留了CM的特征蛋白條帶（圖2G），且表現(xiàn)出良好的膠體穩(wěn)定性（圖2H）。納米平臺可在GSH條件下響應性釋放Toy，并在體外展現(xiàn)出良好的CDT性能，產生?OH以降解MB（圖2I-J）。


圖2. AD NGs的SEM圖像（A）和尺寸分布直方圖（B）。ADCT@CM NGs的 SEM 圖像（C）和尺寸分布直方圖（D）。（E）不同材料的流體力學尺寸和PDI以及（F）zeta電位。（G）CM、ADCT NGs和ADCT@CM NGs的SDS-PAGE分析。（H）一周內ADCT@CM NGs 在水、PBS和細胞培養(yǎng)基（RPMI-1640，含10% FBS）中分散時的水動力尺寸變化。（I）在GSH存在或不存在的情況下，ADCT@CM NGs在PBS中的Toy累積釋放量。（J）不同反應體系下，MB的紫外-可見光譜。（K）不同時間點下，反應體系中MB的降解情況。


  細胞實驗中，以小鼠B16細胞和小鼠成纖維細胞為模型，ADCT@CM NGs顯示出良好的細胞相容性。納米平臺可通過同源靶向B16細胞增強B16細胞對Cu的攝。圖3A），促進GSH消耗和ROS生成實現(xiàn)CDT（圖3B-D）。流式細胞術結果表明，經過ADCT@CM NGs處理的B16細胞氧化應激增強，LPO積累增加，MMP下降（圖3E-G）。RT-PCR結果表明，ADCT@CM NGs通過有效調節(jié)內質網相關通路，促進細胞凋亡和壞死，從而提高治療腫瘤的效果（圖3H-K）。


圖3.（A）ADC NGs或ADCT@CM NGs處理后B16細胞對銅的吸收。（B）B16細胞經不同處理后細胞內GSH消耗情況。不同處理后B16細胞內ROS水平的熒光強度直方圖（C）和相對熒光強度（D）。B16細胞中LPO水平的流式細胞術分析（E）和定量數(shù)據(jù)（F）。（G）用流式細胞儀分析B16細胞與不同配方培養(yǎng)后的MMP。不同處理后，細胞中（H）GRP78和（I）XBP1u的ER應激相關mRNA的RT-PCR結果。（J）B16細胞經Annexin V-FITC/PI染色后的流式細胞術和（K）細胞凋亡定量分析結果。


  為了驗證ADCT@CM NGs通過CDT和化療產生的ICD效應，研究團隊檢測了B16細胞經不同材料處理后危險相關分子模式的變化。結果表明，ADCT@CM NGs組的CRT表達水平、HMGB-1和ATP釋放量明顯高于其他組（圖4A-C），這是由于生物仿生NGs可增強細胞對Cu（II）和Toy組分的攝取，從而有效誘導ICD效應，而CDT和化療導致的細胞凋亡和壞死是ADCT@CM NGs介導ICD的主要機制。進一步地，ADCT@CM NGs的處理能夠在體外顯著促進DCs的熟化以及MHC-I的表達，表明DCs的抗原呈遞能力增強，有望在體內刺激特異性T細胞激發(fā)免疫應答（圖4D-G）。此外，ELISA結果表明與DCs成熟相關的細胞因子TNF-α和IL-12p70的分泌水平增加（圖4H-I）。


圖4.（A）不同處理后B16細胞CRT外翻的流式細胞術分析。（B）B16細胞中HMGB-1釋放的定量分析。（C）B16細胞與未成熟DCs共培養(yǎng)transwell系統(tǒng)示意圖。DCs的流式細胞術分析（D）和量化成熟率（E）。不同處理后B16細胞MHC-I水平的熒光強度直方圖（F）和相對熒光強度（G）。ELISA檢測DCs成熟相關細胞因子（H）TNF-α和（I）IL-12p70的結果。


  體內實驗結果表明，相比于單一的治療方式，聯(lián)合治療組ADCT@CM NGs在Cu(II)介導的CDT和Toy的化療作用以及CM的同源靶向下，顯著抑制了小鼠腫瘤的生長效率，體重沒有明顯下降，展現(xiàn)出良好的生物安全性。H&E、TUNEL、Ki-67、ROS染色結果表明，ADCT@CM NGs可通過促進氧化應激/凋亡/壞死有效抑制腫瘤生長。接下來，團隊研究了ADCT@CM NGs在體內的抗腫瘤機制，圖5表明納米平臺能夠在體內促進腫瘤細胞CRT的表達，誘導產生ICD效應，上調血清中免疫細胞因子TNF-α、IL-6和IFN-γ的含量。同時，團隊研究了T細胞的分布情況。ADCT@CM NGs治療后小鼠脾臟中CD4+ T和CD8+ T細胞數(shù)量明顯增多，腫瘤浸潤性CD3+CD4+ T細胞和CD3+CD8+ T細胞比例上調，Tregs比例下調，這表明聯(lián)合療法能夠有效重塑免疫抑制的TME。所開發(fā)的NGs主導的化學動力學/化學免疫療法，可通過氧化應激放大、ICD誘導和CTLs激活，從而實現(xiàn)積極的TME調節(jié)和抗腫瘤效應改善。


圖5.（A）不同處理15天后腫瘤切片中CRT的免疫熒光染色和（B）定量分析。ELISA檢測不同組治療后血清細胞因子（C）TNF-α、（D）IL-6和（E）IFN-γ水平。腫瘤浸潤性CD3+CD4+ T細胞（F）、CD3+CD8+ T細胞（H）和Tregs細胞（J）的代表性流式細胞術分析圖。腫瘤浸潤性CD3+CD4+ T細胞（G）、CD3+CD8+ T細胞（I）和Tregs細胞（K）的比例。


  簡而言之，該研究設計的NGs體系具有以下優(yōu)勢：1）所構建的氧化還原反應性NGs與CM的結合提高了Cu(II)和Toy的生物利用度，能夠在TME下響應性釋放，從而通過增強氧化應激和ER應激的雙重途徑引發(fā)腫瘤細胞的凋亡和壞死； 2）Cu(II)介導的CDT和Toy介導的化療協(xié)同增強了ICD效應和免疫反應，從而引發(fā)基于T細胞的腫瘤免疫療法；3）表面CM的包覆以及含Cu(II)的NGs可實現(xiàn)腫瘤特異性T1 MR成像。所開發(fā)的NGs結合了Cu(II)、Toy和CM的優(yōu)勢，為全面調節(jié)TME的治療性納米平臺的開發(fā)提供了新策略。


  以上研究成果以“Biomimetic Copper-Containing Nanogels for Imaging-Guided Tumor Chemo-Chemodynamic-Immunotherapy”為題，在線發(fā)表于國際著名期刊Acta Biomaterialia（DOI: 10.1016/j.actbio.2024.09.030）。東華大學生物與醫(yī)學工程學院史向陽教授和沈明武研究員為通訊作者，東華大學博士生詹夢偲為第一作者，東華大學碩士生徐瑤（現(xiàn)為同濟大學博士生）和東華大學碩士生賈亮（現(xiàn)為鹿特丹伊拉斯姆斯大學醫(yī)學中心博士生）為共同第一作者。該工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、上海市科委等項目及中央高校基本科研業(yè)務費專項資金和國家留學基金委的資助。


  文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.09.030

版權與免責聲明：中國聚合物網原創(chuàng)文章。刊物或媒體如需轉載，請聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請注明出處。
（責任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關閉】

誠邀關注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞