东华大学史向阳教授/沈明武研究员团队:仿生含铜纳米凝胶用于磁共振成像引导的肿瘤化疗-化学动力学治疗-免疫治疗

文摘   2024-10-03 12:11   新加坡  

图1. ADCT@CM NGs的合成(A)及其用于MR成像引导肿瘤化疗-化学动力学治疗-免疫治疗(B)的示意图

      肿瘤微环境(TME)具有与正常组织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)以及免疫失调等,现已成为肿瘤治疗考虑的主要因素,构建能够有效响应并全面调节TME的多功能纳米制剂是提高恶性肿瘤诊疗效果的关键。东华大学史向阳教授/沈明武研究员团队首先采用3,4-二羟基氢化肉桂酸(3,4-DHPPA)修饰氨基化的聚(N-乙烯基己内酰胺)纳米凝胶(PVCL NGs),并高效络合Cu(II)和负载丰加霉素(Toy),制备了肿瘤细胞膜(CM)伪装的ADCT@CM NGs纳米平台,用于磁共振成像引导下黑色素瘤的联合治疗。纳米平台包覆的CM能够同源靶向至小鼠黑色素瘤(B16)细胞,并在GSH含量较高的肿瘤微环境中响应性释放Cu(II)和Toy。同时,所开发的NGs能够通过协同基于Cu(II)的类芬顿反应介导的化学动力学治疗和Toy介导的化疗的效果,产生ROS、耗竭GSH、降低线粒体膜电位、产生脂质过氧化积累,增强氧化应激和内质网应激,从而引发显著的免疫原性细胞死亡(ICD)。小鼠模型实验验证,NGs通过在体内诱导ICD效应(包括CRT和HMGB-1的高表达)和免疫调节(包括熟化的树突细胞数量增加、高水平的免疫细胞因子分泌、肿瘤浸润性CD8+细胞毒性T细胞的增加以及Tregs的减少)显示出强大的免疫激活效应,显著抑制肿瘤生长。在CM的伪装和Cu(II)负载的作用下,所开发的纳米平台实现了同源肿瘤靶向和T1加权磁共振成像,为探索ICD促进肿瘤联合治疗纳米平台的研发提供了新思路。

图2.(A)不同处理后肿瘤切片中CRT的免疫荧光染色和(B)定量分析。ELISA检测不同组治疗后血清细胞因子水平(C)TNF-α、(D)IL-6和(E)IFN-γ(n = 3)。肿瘤浸润性CD3+CD4+ T细胞(F)、CD3+CD8+ T细胞(H)和CD4+CD25+Foxp3+ T细胞(J)的代表性流式细胞术图(n = 3)。肿瘤浸润性CD3+CD4+ T细胞(G)、CD3+CD8+ T细胞(I)和Tregs细胞(K)的比例(n = 3)

作者简介:

      东华大学生物与医学工程学院史向阳教授和沈明武研究员为通讯作者,东华大学博士生詹梦偲为第一作者,东华大学硕士生徐瑶(现为同济大学博士生)和东华大学硕士生贾亮(现为鹿特丹伊拉斯姆斯大学医学中心博士生)为共同第一作者。

      史向阳:东华大学生物与医学工程学院副院长,校特聘教授,博士生导师。主要从事树状大分子纳米医学、生物材料研究。发表SCI收录期刊论文529篇,论文引用29266次,H-index为88,2019-2023爱思维尔中国高被引学者,获授权发明专利137项。2008/2013年获上海高校特聘教授(东方学者)及跟踪计划,2011年教育部新世纪优秀人才,2018年上海市领军人才,2019年上海市优秀学术带头人。2014年获第五届中国侨界贡献奖创新人才奖;2016年获华夏医学科技奖二等奖;2017年获上海市科技进步奖一等奖;2018年获上海市自然科学奖一等奖。主要学术兼职包括:葡萄牙马德拉大学“邀请纳米技术主任”;WIREs Nanomed. Nanobiotechnol.期刊副主编;Bioconjugate Chem.、Nanomedicine等期刊编委。主要主持项目包括科技部国家重点研发计划国合专项2项;国家自然基金委重点国合项目1项、区域创新发展联合基金项目1项、中德中心项目2项、面上项目3项、一般国际交流项目1项及上海市科委/教委项目多项。

      沈明武:东华大学生物与医学工程学院研究员,博士生导师。多年来一直从事基于超支化大分子、有机无机杂化纳米平台的生物医学应用。发表SCI收录期刊论文285篇,论文引用15080次,H-index为72,并获授权中国发明专利34项。获上海市科技进步奖一等奖(2017)和上海市自然科学奖一等奖(2018)等奖项。主要主持项目包括科技部国家重点研发计划国合专项1项、国家自然科学基金项目2项及上海市科委项目多项。

论文信息:
Mengsi Zhan#, Yao Xua#, Liang Jia#, Hongwei Yu, Han Wang, Mingwu Shen*, Xiangyang Shi*. Biomimetic Copper-Containing Nanogels for Imaging-Guided Tumor Chemo-Chemodynamic-Immunotherapy, Acta Biomaterialia,2024. 
http://doi:10.1016/j.actbio.2024.09.030.

      本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金(U23A2096和52350710203)、上海市科委(23520712500和20DZ2254900)等项目及中央高校基本科研业务费专项资金(CUSF-DH-D-2023054)和国家留学基金委的资助。

Acta Biomaterialia
High impact biomaterials research advancing understanding of structure, properties, and function
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