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第一部分Nano-IR-SB@Lip的制备、基本理化性质及生物安全性评估目的制备出一种载IR780和SB-505124(转化生长因子-β抑制剂)的光热-免疫调节脂质体(Nano-IR-SB@Lip)。考察其基本理化性质、紫外吸收光谱及体外光热升温效果,并初步验证其生物安全性。方法采用薄膜水化法制备Nano-IR-SB@Lip脂质体,并检测其基本表征,主要包括平均粒径、表面电位、形态结构等。紫外分光光度计测量不同浓度IR780、SB-505124吸光度值,并根据此绘制出两者药物浓度-吸光度标准曲线,计算两者在脂质体内的包封率。在激光辐照条件下,利用热红外成像仪考察Nano-IRSB@Lip脂质体升温效果。与此同时,经尾静脉注射Nano-IR-SB@Lip(200μL,4 mg/m L)脂质体进入Balb/c小鼠体内,于注射后第1天、7天、14天、21天、28天收集小鼠血液分析血常规、血生化指标,并剖取小鼠主要脏器(心、肝、脾、肺、肾)进行苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,H&E)病理检测以评估NanoIR-SB@Lip脂质体生物安全性。结果制备出的Nano-IR-SB@Lip脂质体在透射电镜(transmission electron microscope,TEM)下观察呈球形结构。在水溶液中分散性好,无明显颗粒团聚。通过动态光散射激光粒度仪测得Nano-IR-SB@Lip脂质体平均粒径为263.10±59.22 nm,表面Zeta电位是-17.20±5.99 m V。紫外分光光度计测得IR780与SB-505124的最大吸收峰分别为780 nm、320 nm,且吸光度值呈明显浓度依赖性。同时,根据标准曲线计算出IR780与SB-505124在Nnno-IR-SB@Lip脂质体内包封率分别为80.49±2.30%、53.09±9.93%。热红外成像仪监测出在激光辐照下,Nano-IR-SB@Lip脂质体温度随辐照时间不断增加。注射Nano-IR-SB@Lip脂质体后,在观察期内小鼠血常规、肝功、和肾功指标未发生明显改变;H&E病理染色结果提示各主要脏器细胞形态结构正常。结论成功制备出Nano-IR-SB@Lip脂质体,大小均一,形态规则,具备良好的光热升温作用。并且,Nano-IR-SB@Lip脂质体对小鼠没有明显的毒副作用,生物安全性高。第二部分Nano-IR-SB@Lip脂质体体外光热治疗及免疫刺激功能目的研究Nano-IR-SB@Lip脂质体细胞吞噬、深部渗透及线粒体靶向性能。考察Nano-IR-SB@Lip脂质体介导的光热治疗诱导4T1乳腺癌细胞凋亡/坏死能力。探索基于Nano-IR-SB@Lip脂质体的光热疗法促进细胞释放肿瘤相关抗原能力。方法分别使用激光共聚焦显微镜与流式细胞术对Nano-IR-SB@Lip脂质体细胞吞噬做定性和定量分析;建立3D肿瘤球模型,与Nano-IR-SB@Lip脂质体共孵育后观察脂质体渗透情况。Nano-IR-SB@Lip脂质体与4T1细胞共孵育后使用线粒体荧光探针染色,在共聚焦显微镜下观察Nano-IR-SB@Lip脂质体与线粒体共定位情况;CCK-8法和钙黄绿素-碘化吡啶双染色法比较分析Nano-IRSB@Lip脂质体联合激光辐照对细胞的杀伤作用。光热治疗处理4T1细胞后,检测肿瘤细胞内部钙网蛋白(calreticulin,CRT)、高迁移率组蛋白-1(high mobility group box protein1,HMGB1)与腺嘌呤核苷三磷酸(adenine nucleoside triphosphate,ATP)表达情况。结果4T1细胞与Nano-IR-SB@Lip脂质体共培养4小时后,在共聚焦显微镜下观察到大量Nano-IR-SB@Lip脂质体被细胞吞噬。流式细胞术检测分析显示Nano-IR-SB@Lip脂质体与4T1细胞共孵育后,荧光强度随孵育时间延长而增强。在3D肿瘤球模型内,Nano-IR-SB@Lip脂质体在肿瘤球表面及内部均有分布。同时,对线粒体进行染色后可观察到大量Nano-IR-SB@Lip脂质体分布于细胞线粒体;而没有IR780的Nano-SB@Lip脂质体则在线粒体区域没有明显聚集。经Nano-IR-SB@Lip脂质体光热处理后,细胞存活率不足10%;活死细胞染色后细胞呈现大片红色荧光,代表细胞死亡。此外,通过激光共聚焦观察到Nano-IRSB@Lip脂质体光热处理后,细胞大量表达CRT、HMGB1;ATP检测试剂盒测得相对于空白对照组,光热治疗后细胞ATP释放量显著增加,差异具有统计学意义(p<0.001);结论Nano-IR-SB@Lip脂质体与4T1细胞共孵育后表现出较强的细胞吞噬能力、深部渗透能力以及线粒体靶向能力。光热治疗处理4T1细胞后,展现出强大的杀伤作用,可刺激肿瘤细胞释放大量肿瘤相关抗原。第三部分Nano-IR-SB@Lip脂质体光声/荧光双模态显像研究目的评价Nano-IR-SB@Lip脂质体体外增强光声成像的能力,并研究其增强4T1乳腺癌移植瘤肿瘤区域光声/荧光成像的能力。方法通过波长范围为680 nm-970 nm的激发波对定量Nano-IR-SB@Lip脂质体进行连续光声成像,获得全波段扫描光谱,确定最佳激发波长。采集不同浓度Nano-IR-SB@Lip脂质体(0.4 mg/m L-2.0 mg/m L)光声成像图,对其光声信号强度进行定量分析。建立4T1乳腺癌移植瘤模型,在注射Nano-IR-SB@Lip脂质体(200μL,4 mg/m L)前及注射不同时间点后(1、2、4、6、24和48小时)采集肿瘤区域光声成像图,测量光声信号强度。采用同种方法,使用小动物活体荧光成像系统采集移植瘤小鼠活体荧光成像图,观察肿瘤区域内荧光信号强度与循环时间关系。并剖取肿瘤组织和主要脏器行离体荧光成像,比较分析Nano-IRSB@Lip脂质体在肿瘤组织与脏器内分布差异。结果Nano-IR-SB@Lip脂质体在805 nm处有最强光声信号,可用作光声成像最佳激发波长。体外光声成像结果显示,Nano-IR-SB@Lip脂质体浓度越高,光声信号越强,且呈线性关系:y=0.2841x+0.5789。注射Nano-IR-SB@Lip脂质体后,肿瘤区域内光声信号逐渐增强,在注射后24小时信号最高,较注射前信号值增加2.7倍。体内荧光成像结果显示出相同趋势,即Nano-IR-SB@Lip脂质体可显著增强肿瘤内荧光成像,在注射后24小时达到峰值,48小时信号出现消退。离体荧光成像显示,注射Nano-IR-SB@Lip脂质体后,肿瘤区域内荧光信号较各脏器增强,差异显著(p<0.05)。结论Nano-IR-SB@Lip脂质体可有效蓄积于肿瘤组织,增强光声/荧光成像,是一种良好的双模态造影剂。第四部分Nano-IR-SB@Lip脂质体体内光热协同免疫治疗目的探讨Nano-IR-SB@Lip脂质体光热-免疫调节体内免疫抑制微环境效能,包括CD8+T细胞、调节性T细胞(regulatory T cells,Treg)和评估NanoIR-SB@Lip脂质体光热-免疫联合免疫检查点抑制剂治疗抗肿瘤效果。方法建立4T1移植瘤肿瘤模型,静脉注射Nano-IR-SB@Lip脂质体后,联合激光照射,观察肿瘤部位温度变化。然后,瘤鼠随机接受以下5组处理:对照组、游离SB组、Nano-IR-SB@Lip组、Nano-IR@Lip+Laser组、Nano-IR-SB@Lip+Laser组。上述治疗后第7天通过流式细胞术检测肿瘤组织内CD8+T细胞和Treg细胞浸润比例,免疫荧光染色检测肿瘤组织内CD8+T细胞和Treg细胞浸润分布。在治疗后第1天及第7天收集小鼠血清,通过ELISA检测试剂盒分析各组血清中细胞因子(TNF-α、IFN-γ、GZMS-B)含量。为考察Nano-IR-SB@Lip脂质体光热-免疫治疗抗肿瘤效果,将4T1荷瘤鼠分为6组(在体内免疫分组基础上增加Anti-CD4/CD8+Nano-IR-SB@Lip+Laser组)。经尾静脉注射200μL上述不同药物(游离SB剂量浓度为0.1 mg/m L,Nano-IR@Lip与Nano-IR-SB@Lip浓度为4 mg/m L),次日进行激光辐照,每隔2天重复注射上述药物。监测肿瘤体积和小鼠体重改变,绘制生长曲线,观察抗肿瘤治疗效果。通过病理学(H&E、TUNEL、PCNA染色)分析评价各组处理效果。在上述光热-免疫治疗基础上,联合PD-1抗体,进一步改善免疫抑制微环境,观察联合治疗效果。PD-1抗体在激光辐照后24小时经腹腔注射,每隔2天重复治疗,剂量为50μg/只。在治疗期间,监测肿瘤生长变化,观察小鼠生存时间,检测小鼠肺肿瘤转移结节数量,综合评估联合治疗对肿瘤生长抑制作用。建立“双边瘤”模型,评估Nano-IR-SB@Lip+Laser+Anti-PD-1抗转移瘤治疗效果。同时使用肿瘤生长曲线与病理学分析(H&E与PCNA染色)考察其治疗效果。结果在激光照射下,注射Nano-IR-SB@Lip脂质体小鼠肿瘤区域升温迅速。Nano-IR-SB@Lip+Laser组小鼠肿瘤组织内CD8+T细胞占比明显高于其余对照组,Treg细胞浸润比例最低,且肿瘤部位有大量CD8+T细胞红色荧光信号,却未见明显的Treg细胞荧光信号。与治疗后第1天相比,Nano-IR-SB@Lip+Laser组在治疗后第7天能分泌大量TNF-α、IFN-γ、GZMS-B细胞因子,差异具有统计学意义(p<0.05)。Nano-IR-SB@Lip+Laser实验组肿瘤体积增长最缓慢,抑瘤效果最好(抑瘤率93.29±6.96%)。然而,当体内CD4+与CD8+T细胞被抑制后,其抑瘤效果减弱(73.68±15.24%)。在观察期间,小鼠体重大小无明显波动。肿瘤组织H&E(hematoxylin-eosin staining)病理切片显示,Nano-IR-SB@Lip+Laser处理后肿瘤细胞结构受到破坏,TUNEL(terminal-deoxynucleoitidyl transferase mediated d UTP nick end labeling)荧光染色可见组织内大量细胞凋亡信号,而PCNA(proliferating cell nuclear antigen)免疫荧光切片内红色荧光信号较弱,细胞增殖指数低。在激光辐照作用下,Nano-IR-SB@Lip脂质体表现出明显的抑制肿瘤生长作用,联合PD-1抗体治疗后,抗肿瘤治疗效果进一步增强,生存期长达60天。在小鼠死亡后,剖取肺组织发现Nano-IR@Lip+Laser+Anti-PD-1处理后平均肺转移结节为2.80±3.11,明显低于空白对照组(37.80±8.81),略低于Nano-IR@Lip+Laser+PD-1抗体组(6.2±0.84)。同时,在模拟“转移瘤”模型上观察到,与空白对照组相比,经Nano-IR-SB@Lip+Laser+Anti-PD-1处理后“转移瘤”抑瘤效果最佳。对“原发瘤”进行H&E病理染色,Nano-IR-SB@Lip+Laser+Anti-PD-1组细胞失去正常细胞结果,呈现明显坏死状态,而Anti-PD-1组与Nano-IRSB@Lip+Laser组肿瘤细胞部分受损,仍有大部分细胞保持完整。通过PCNA免疫荧光分析各组细胞增殖情况发现,在Nano-IR-SB@Lip+Laser+Anti-PD-1组几乎未见红色荧光,代表增殖率低;Anti-PD-1组与Nano-IR-SB@Lip+Laser组切片内可见大量红色荧光,说明肿瘤细胞增值率高。结论Nano-IR-SB@Lip脂质体在激光照射后可刺激机体免疫,调节免疫抑制微环境,实现肿瘤光热-免疫抗肿瘤治疗;联合PD-1抗体后,达到同时抑制“原发瘤”与“转移瘤”生长目的。