摘要
恶性肿瘤也被称为癌症，是一个全球性的公共卫生问题。纳米凝胶是一种很有前途的抗癌药物载体。因此，基于肿瘤细胞独特的微环境和纳米凝胶的优势，设计了一种简单经济的一锅合成方法来构建天然多糖基氧化还原反应纳米凝胶(LDD NGs)。增强的渗透性和潴留(EPR)效应使肿瘤细胞中的LDD - NGs富集，然后通过消耗肿瘤细胞中高水平的还原性谷胱甘肽(GSH)迅速瓦解并释放天然抗肿瘤药物薯蓣皂苷元(DG)和天然多糖香菇多糖(LNT)。导致化疗和免疫治疗的协同治疗效果。体内抗肿瘤实验表明，LDD NGs能抑制A549肺癌细胞的增殖和转移。进一步研究表明，LDD ng可增加A549细胞ROS的产生，诱导A549细胞凋亡。此外，LDD NGs释放的LNT可促进树突状细胞的增殖，增加NO的产生，上调共刺激分子CD40、CD80、CD86和MHC-II的表达。LDD NGs的构建是一种新的药物合成方法，可为基于多糖的氧化还原反应性药物传递系统的开发提供新的思路。
图文简介
方案一 基于天然多糖的氧化还原反应纳米凝胶(LDD NGs)用于化学-免疫联合治疗的示意图
图1 LDD NGs的表征。(A) DG、LNT和LDD ng的1H NMR谱。(B) DG、LNT和LDD NGs的FTIR光谱。(C) DG、LNT、物理混合DG和LNT、LDD ng的XRD谱图。(D) LDD nggs的粒径分布。(E) DG、LNT、DBHD和LDD ng的Zeta电位。
图2 LDD NGs的表征。(A) 30天内LDD ng的粒径和PDI。(B) LDD nggs在30天内的Zeta电位。(C) fldd ng的TEM图像。(D) fldd NGs在水、PBS和DMEM培养基中的照片和大小分布。(E)添加或不添加GSH时，LDD ng在PBS溶液中DG的体外释放曲线。
图3 fldd NGs的体外抗肿瘤活性。(A、B)采用MTT法测定不同浓度(7.5、15、30 μg/mL) dg和LDD ng对A549和MCF-7细胞系的细胞毒性。(C,D)流式细胞术检测LDD ng(3、10和30 μg/mL，相当于游离DG浓度)对A549细胞ROS生成的影响。(E,F)采用Annexin V-FITC/PI双染色及流式细胞术检测LDD ng(3、10、30 μg/ mL，游离DG当量浓度)对A549细胞的凋亡作用。
图4 LDD nggs在斑马鱼异种移植模型中的体内抗肿瘤评价。将CM-DiI荧光标记的A549肿瘤细胞微注射到斑马鱼胚胎受精后48 h的卵黄囊中。4 h后，将荷瘤胚分别暴露于不同浓度的LDD ng(3、9、27 μg/mL)、DG (10 μg/mL)和阳性对照依托泊苷(10 μM)中48 h。(A)红色荧光相对强度和分布的代表性图像。(B)对代表肿瘤增殖的异种移植物的荧光强度进行量化。(C)对代表A549细胞转移的肿瘤异种移植物荧光区进行量化。
图5 LNT对DC2.4细胞成熟的影响。(A) LNT处理后DC2.4细胞形态学变化。(B) MTT法检测LNT(100、200、400 μg/mL)对DC2.4细胞增殖的影响。(C)采用Griess法测定不同浓度的flnt(100、200、400 μg/mL)刺激DC2.4细胞后NO生成情况。(D)流式细胞术检测LNT处理后DC2.4细胞中共刺激标志物(CD40、CD80和CD86)和MHC-II的表面表达。(E)定量分析共刺激标志物(CD40、CD80和CD86)和MHC-II的表面表达
图6 LDD nggs对A549细胞的体内外抗肿瘤作用机制
图7 LNT对DC2.4细胞免疫调节作用的机制。
结论
综上所述，本研究构建了一种用于化疗和免疫联合治疗的多功能纳米凝胶(LDD NGs)。结果表明，LDD纳米颗粒的尺寸为185.6±4.6 nm，形状近似球形，具有良好的稳定性。体外释药实验表明，生理条件下，LDD ng在48 h时仅释放10%的DG，而在10 mM GSH的还原环境下，LDD ng可快速释放DG。48 h后的累积释放率达到75%。结果表明，LDD ng对高浓度谷胱甘肽具有快速有效的释放作用。体外和体内生物学实验证明，LDD NGs能够抑制肿瘤细胞的增殖和转移，促进ROS的产生，诱导肿瘤细胞凋亡，对A549肺癌细胞具有显著的抗肿瘤作用。LNT可促进DC2.4细胞成熟，增加NO分泌，上调共刺激分子CD40、CD80、CD86和MHC-II的表达，增强DC2.4细胞的免疫调节功能。综上所述，LDD NGs首次将天然多糖LNT与抗肿瘤药物DG结合，通过联合化疗和免疫治疗的协同治疗，实现了对A549肺癌细胞的抗肿瘤作用。
DOI: 10.1021/acsami.4c13445
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