氧化还原响应型树状大分子纳米凝胶的设计及其联合超声技术增强的诊疗一体化应用

化疗作为一种全身系统性的治疗是目前癌症治疗的主要方式。比如,针对参与蛋白质合成、折叠和维持细胞稳态的重要细胞器内质网使用化疗药物丰加霉素(Toy),可放大内质网应激状态进而杀伤肿瘤细胞。虽然这种直接杀伤细胞的治疗方式缓解了肿瘤的发展,但也会对正常组织造成不同程度的损伤,使肿瘤细胞产生免疫逃逸,形成免疫抑制肿瘤微环境(TME),导致疗效减弱和肿瘤复发与转移。免疫抑制TME特征是低水平的浸润细胞毒性T细胞、高水平的免疫抑制细胞(如调节性T细胞和肿瘤相关巨噬细胞(TAMs))和丰富细胞外基质等。因此,在化疗同时多管齐下地调控免疫抑制性肿瘤微环境将有效增强化疗疗效和激活长效的抗肿瘤复发和转移能力。其关键技术是构建一个纳米载此网站体平台负载化疗药物和TME调控治疗剂,并将其高效递送和富集于肿瘤部位。研究显示,金纳米颗粒(Au NPs)不仅可用于CT成像,还可促M2型TAMs向抗肿瘤的M1型转型;通过PD-L1抗体介导的免疫检查点阻断可以有效激活T细胞的活性;超声靶向微泡破坏技术(UTMD)则可通过空化效应瞬时突破肿瘤组织的致密基质,促进纳米材料在肿瘤部位有效富集。此外,纳米凝胶(NGs)因集合了凝胶和高分子基体材料独特的物化性质,作为双载体而受到广泛关注。例如,聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子因其表面Domestic biogas technology带有大量的氨基基团易于修饰,内部空腔可以包裹各种治疗制剂,是一种构建NGs的理想材料。同时合适的交联剂则可以赋予NGs TME(GSH、ROS、p H等)智能响应释放药物特性。基于以上研究背景,本论文利用第三代PAMAM树状大分子(G3.NH_2)构建氧化还原响应MK-2206小鼠型NGs并原位负载Au NPs和化疗药物Toy,随后联用UTMD和PD-L1抗体用于小鼠胰腺癌(Pan02)模型的UTMD增强的CT成像介导的化学免疫治疗。我们以G3.NH_2为NGs基体材料,通过酰基化反应将巯基化试剂(NHS-PEG-SAT)修饰在其表面,随后通过反相微乳液法自交联生成含二硫键的氧化还原响应性G3 NGs,并以此为纳米反应器,原位固定Au NPs,并物理包裹Toy,生成Au/Toy@G3 NGs。结果显示,其平均大小为193 nm、形态均一、具有良好稳定性、GSH响应性药物释放能力、CT成像能力和生物相容性以及较长的半衰期。体外实验结果证明,Au/Toy@G3 NGs能够有效抑制肿瘤细胞的增殖,借助UTMD技术可进一步抑制Pan02细胞的生长;有效阻断IRE1α-XBP1信号通路,增强内质网应激状态;产生有效的免疫原性死亡;同时Au@G3 NGs和Au/Toy@G3 NGs均可促进巨噬细胞的转型。体内实验结果表明,Au/Toy@G3 NGs在UTMD技术和Anti-PD-L1的联合作用下能通过增强的化学免疫治疗获得了高效的抗肿瘤免疫应答,有效抑制肿瘤生长。综上所述,构建的响应型Au/Toy@G3 NGs在UTMD增强的组织穿透力和CT成像引导下,通过靶向肿瘤细胞和免疫细胞的化学/免疫联合治疗策略,实现了肿瘤高效治疗,为开发肿瘤新型高效治疗纳米药物提供新思路。