华科杨坤禹ACS Nano :注射水凝胶肽与免疫治疗

【引言】

随着科技的日益进步，人们的生活水平逐渐提高，但是肿瘤却成为威胁人类健康的一类重要疾病。根据世界卫生组织调查，预计今后一段时间里，患的肿瘤癌症的人数是逐渐上升趋势。因此，如何快速有效的检测、治疗肿瘤已成为人类必须攻克的难题。而根据肿瘤微环境的特异性质，成为众多科研人员研究的一个重要方向，且逐渐被证实这种方法是确实有效的。

【成果简介】

近日，纽约州立大学的Jonathan F. Lovell教授和华中科技大学的杨坤禹教授（共同通讯作者）等人开发了一种蜂毒肽-RADA32混合成水凝胶肽，通过对免疫抑制肿瘤微环境的有效调控，在抗黑素瘤中进行有效的化学免疫治疗。形成的蜂毒肽-RADA32-DOX (MRD)水凝胶具有交织的纳米纤维结构，具有良好的生物相容性，在体外和体内都具有受控的药物释放特性，对黑素瘤细胞具有增强的杀伤作用。研究成果以题为“Tumor Ablation and Therapeutic ImmunityInduction by an Injectable Peptide Hydrogel”发布在国际著名期刊ACS Nano上。

【图文导读】

图1.MRD水凝胶的制备及表征

（a） MRD对黑素瘤的抗肿瘤作用机理图；

（b） MRD水凝胶负载各种药物的照片图；

（c） MR和MRD的TEM图；

（d） MRD水凝胶的频率扫描流变分析图；

（e） MRD水凝胶的阶梯性应变时间变化流变分析图；

（f） MR溶液、MR肽、MR水凝胶、MRD水凝胶的CD图像；

（g） 在蛋白酶K存在或不存在时，MRD水凝胶的释放图；

（h） 在蛋白酶K存在或不存在时，MR水凝胶的释放图。

图2.MRD水凝胶的体外抗肿瘤效果

（a）MR肽（水）、MR肽（生理盐水）、MR水凝胶、蜂毒肽的溶血实验；

（b）在（a）中的溶血测量的定量数据图；

（c）CCK-8测定细胞存活率的实验图；

（d）材料形成分析图；

（e、f）检测DOX、RD、MRD水凝胶诱导细胞凋亡的流式图。

图3.MRD水凝胶的体外抗肿瘤机理和免疫作用

（a）MR水凝胶作用B16-GFP细胞的CLSM图；

（b）在（a）中所呈现的CLSM图像研究；

（c）DOX、RD、MRD水凝胶诱导细胞周期性变化的细胞流式图；

（d）从（c）中的定量数据图；

（e、f）MR水凝胶处理后DC表面标志物CD80和CD86表达水平图；

（g）MR水凝胶诱导肿瘤细胞死亡对成熟DCs的影响图。

图4.MRD水凝胶在体内药物释放概况和抗肿瘤作用

（a） 在不同时间点，皮下注射MR-Cy7和Cy7染料的近红外体内荧光成像图；

（b） 从（a）中的定量数据图；

（c） 注射PBS、DOX、RD、MR、MRD水凝胶后，小鼠肿瘤生长曲线图；

（d） 在相应治疗组，具有CR的小鼠肿瘤百分比；

（e） 在（c）中所述相应治疗组的存活率图。

图5.血液分析和生化分析

（a） 第8天药物治疗后，对小鼠的血液进行血液分析图；

（b） 主要器官的组织学检测图。

图6.MRD水凝胶在体内的免疫活化作用

（a） MRD水凝胶的免疫治疗分析方案示意图；

（b） 在PLNs中激活DCs的百分比图；

（c） 在肿瘤中激活NKs的百分比图；

（d） 测量M1-like和M2-like TAMs的细胞流式图；

（e） 在不同治疗组的肿瘤内，M2/白细胞的百分比；

（f） 在不同治疗组的肿瘤内，M2/总巨噬细胞的百分比；

（g） 在不同治疗组的肿瘤内，M1/M2的比率图；

（h） 每组肿瘤中CD8⁺T细胞百分比；

（i） 每组肿瘤中CD8⁺与CD4⁺T细胞的比值图；

（j） 每组肿瘤内CD8⁺ IFNγ⁺ T细胞的部分毒性实验。

【小结】

研究开发了一种功能强大的肽水凝胶 - MRD水凝胶。它在水凝胶骨架中包裹了蜂毒肽和DOX。这种水凝胶-肽是可以通过重塑免疫抑制TMEs而有效的联合治疗黑素瘤。由于其控制的药物释放特性及其对先天性免疫细胞的调节能力，消耗M2-like的TAMs，以及直接抗癌和免疫刺激，使得MRD水凝胶对皮下瘤和转移瘤有强大的抗癌作用。MRD水凝胶可以进一步用于在体内根除黑色素瘤，并引起强烈的免疫记忆效应，而成为抗癌应用的有力工具。

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

本文由材料人编辑部向福清编译，周梦青审核，点我加入材料人编辑部。

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