華科楊坤禹ACS Nano :注射水凝膠肽與免疫治療

【引言】

隨著科技的日益進步，人們的生活水平逐漸提高，但是腫瘤卻成為威脅人類健康的一類重要疾病。根據世界衛生組織調查，預計今后一段時間里，患的腫瘤癌癥的人數是逐漸上升趨勢。因此，如何快速有效的檢測、治療腫瘤已成為人類必須攻克的難題。而根據腫瘤微環境的特異性質，成為眾多科研人員研究的一個重要方向，且逐漸被證實這種方法是確實有效的。

【成果簡介】

近日，紐約州立大學的Jonathan F. Lovell教授和華中科技大學的楊坤禹教授（共同通訊作者）等人開發了一種蜂毒肽-RADA32混合成水凝膠肽，通過對免疫抑制腫瘤微環境的有效調控，在抗黑素瘤中進行有效的化學免疫治療。形成的蜂毒肽-RADA32-DOX (MRD)水凝膠具有交織的納米纖維結構，具有良好的生物相容性，在體外和體內都具有受控的藥物釋放特性，對黑素瘤細胞具有增強的殺傷作用。研究成果以題為“Tumor Ablation and Therapeutic ImmunityInduction by an Injectable Peptide Hydrogel”發布在國際著名期刊ACS Nano上。

【圖文導讀】

圖1.MRD水凝膠的制備及表征

（a） MRD對黑素瘤的抗腫瘤作用機理圖；

（b） MRD水凝膠負載各種藥物的照片圖；

（c） MR和MRD的TEM圖；

（d） MRD水凝膠的頻率掃描流變分析圖；

（e） MRD水凝膠的階梯性應變時間變化流變分析圖；

（f） MR溶液、MR肽、MR水凝膠、MRD水凝膠的CD圖像；

（g） 在蛋白酶K存在或不存在時，MRD水凝膠的釋放圖；

（h） 在蛋白酶K存在或不存在時，MR水凝膠的釋放圖。

圖2.MRD水凝膠的體外抗腫瘤效果

（a）MR肽（水）、MR肽（生理鹽水）、MR水凝膠、蜂毒肽的溶血實驗；

（b）在（a）中的溶血測量的定量數據圖；

（c）CCK-8測定細胞存活率的實驗圖；

（d）材料形成分析圖；

（e、f）檢測DOX、RD、MRD水凝膠誘導細胞凋亡的流式圖。

圖3.MRD水凝膠的體外抗腫瘤機理和免疫作用

（a）MR水凝膠作用B16-GFP細胞的CLSM圖；

（b）在（a）中所呈現的CLSM圖像研究；

（c）DOX、RD、MRD水凝膠誘導細胞周期性變化的細胞流式圖；

（d）從（c）中的定量數據圖；

（e、f）MR水凝膠處理后DC表面標志物CD80和CD86表達水平圖；

（g）MR水凝膠誘導腫瘤細胞死亡對成熟DCs的影響圖。

圖4.MRD水凝膠在體內藥物釋放概況和抗腫瘤作用

（a） 在不同時間點，皮下注射MR-Cy7和Cy7染料的近紅外體內熒光成像圖；

（b） 從（a）中的定量數據圖；

（c） 注射PBS、DOX、RD、MR、MRD水凝膠后，小鼠腫瘤生長曲線圖；

（d） 在相應治療組，具有CR的小鼠腫瘤百分比；

（e） 在（c）中所述相應治療組的存活率圖。

圖5.血液分析和生化分析

（a） 第8天藥物治療后，對小鼠的血液進行血液分析圖；

（b） 主要器官的組織學檢測圖。

圖6.MRD水凝膠在體內的免疫活化作用

（a） MRD水凝膠的免疫治療分析方案示意圖；

（b） 在PLNs中激活DCs的百分比圖；

（c） 在腫瘤中激活NKs的百分比圖；

（d） 測量M1-like和M2-like TAMs的細胞流式圖；

（e） 在不同治療組的腫瘤內，M2/白細胞的百分比；

（f） 在不同治療組的腫瘤內，M2/總巨噬細胞的百分比；

（g） 在不同治療組的腫瘤內，M1/M2的比率圖；

（h） 每組腫瘤中CD8⁺T細胞百分比；

（i） 每組腫瘤中CD8⁺與CD4⁺T細胞的比值圖；

（j） 每組腫瘤內CD8⁺ IFNγ⁺ T細胞的部分毒性實驗。

【小結】

研究開發了一種功能強大的肽水凝膠 - MRD水凝膠。它在水凝膠骨架中包裹了蜂毒肽和DOX。這種水凝膠-肽是可以通過重塑免疫抑制TMEs而有效的聯合治療黑素瘤。由于其控制的藥物釋放特性及其對先天性免疫細胞的調節能力，消耗M2-like的TAMs，以及直接抗癌和免疫刺激，使得MRD水凝膠對皮下瘤和轉移瘤有強大的抗癌作用。MRD水凝膠可以進一步用于在體內根除黑色素瘤，并引起強烈的免疫記憶效應，而成為抗癌應用的有力工具。

文獻鏈接：Tumor Ablation and Therapeutic Immunity Induction by an Injectable Peptide Hydrogel（ACS Nano, 2018, DOI:10.1021/acsnano.7b08148）

本文由材料人編輯部向福清編譯，周夢青審核，點我加入材料人編輯部。

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