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【目的】:
1.制备基于生物正交靶向和T细胞免疫识别的双靶向T细胞膜仿生纳米颗粒(N3-TINPs),其核心为包裹吲哚菁绿(Indocyaninegreen,ICG)的聚乙交酯丙交酯共聚物(Poly(lactic-co-glycolicacid),PLGA),表面覆盖叠氮(N3)基团功能化的T细胞膜,并对其理化性质进行表征。
2.对N3-TINPs进行体外分析,研究其对肿瘤细胞的双靶向能力,验证N3-TINPs对肿瘤细胞的光热杀伤效果。
3.对N3-TINPs进行体内评价,考察N3-TINPs在小鼠体内对肿瘤的双靶向效果,评估N3-TINPs的光热治疗的效果和生物安全性。
【方法】:
1.激活的T细胞与N3修饰的糖类衍生物Ac4GalNAz共同孵育,获得N3标记的T细胞。B淋巴瘤细胞系Raji肿瘤细胞与双环[6.1.0]壬炔(bicyclo[6.1.0]nonyne,BCN)修饰的糖类衍生物Ac4ManN-BCN共同孵育,得到BCN基团标记的Raji细胞。
2.提取N3标记的T细胞膜,采用超声法制备包载ICG的PLGA纳米核心(ICG-PLGA),通过薄膜挤压法将T细胞膜包裹到PLGA纳米核心表面,得到具有双靶向功能的T细胞膜仿生纳米颗粒。使用透射电镜(Transmissionelectronmicroscopy,TEM)、动态光散射(Dynamiclightscattering,DLS)、紫外分光光度仪、荧光光谱仪、红外热成像仪、聚丙烯酰氨凝胶电泳(Sodiumdodecylsulfatepolyacrylamidegelelectrophoresis,SDS-PAGE)、蛋白免疫印记(Westernblot)和激光共聚焦扫描显微镜分别对N3-TINPs进行形貌、粒径、光学性能和光热性能的表征,分析纳米颗粒表面的T细胞膜蛋白和N3基团的存在。
3.使用激光共聚焦扫描显微镜和流式细胞术分析肿瘤细胞对N3-TINPs的摄取情况,检测细胞糖代谢标记基团的效率;通过细胞存活率实验、活/死细胞染色实验和细胞凋亡实验评价N3-TINPs对肿瘤细胞的光热杀伤能力。
4.以荷Raji肿瘤的NOD/SCID小鼠为研究对象,通过小动物荧光成像研究N3-TINPs的体内生物分布。肿瘤组织切片后,通过免疫荧光染色验证肿瘤细胞的BCN基团标记及N3-TINPs摄取情况。测量小鼠肿瘤体积评价N3-TINPs的光热治疗效果,通过血液生化指标等评估N3-TINPs的生物安全性。
【结果】:
1.N3-TINPs的制备与表征:制备的N3-TINPs在电镜下可见具有典型的核壳结构,粒径大小为50nm~60nm。紫外和荧光光谱分析均显示N3-TINPs具有优良的光学性能,红外热成像分析显示其具有很好的光热性能。SDS-PAGE和Westernblot的分析结果证明N3-TINPs保留了T细胞膜表面的蛋白,而且叠氮基团成功的引入到了T细胞膜表面的糖蛋白上。激光共聚焦成像的结果进一步验证N3-TINPs的表面成功保留了N3基团。
2.细胞的糖代谢标记:激光共聚焦扫描显微镜和流式细胞分析的结果显示,T细胞在经过Ac4GalNAz糖处理后成功在细胞膜上引入了N3基团;同样,Raji细胞经过Ac4ManN-BCN糖处理后成功标记了BCN基团。
3.体外细胞实验分析:N3-TINPs对Raji肿瘤细胞具有特异的免疫识别和生物正交结合的靶向性能。光热杀伤实验显示,Raji细胞摄取N3-TINPs后加以激光照射,能导致显著的细胞死亡,证明N3-TINPs具有优良的肿瘤光热杀伤效果。
4.体内动物实验评价:荷瘤小鼠尾静脉给药后,与其他颗粒相比,N3-TINPs能更好的富集在肿瘤部位,显示免疫识别和生物正交靶向的优势。将肿瘤组织切片后进行荧光染色,其结果证明BCN基团成功的修饰到了肿瘤细胞的表面,且N3-TINPs成功的进入到了肿瘤内部。在治疗实验中,N3-TINPs给药组小鼠的肿瘤部位在光照后温度最高,并且在随后的治疗期间小鼠的肿瘤生长得到了有效抑制,显示出优良的光热治疗效果,而且小鼠的存活率显著提高。血液生化分析的结果证实N3-TINPs对小鼠没有毒副作用。
【结论】:
1.成功的构建了包载ICG的T细胞膜仿生纳米颗粒(N3-TINPs),具有生物正交和T细胞膜免疫识别的双靶向功能。制备的N3-TINPs保留了ICG的光学性能和光热性能,其表面的T细胞膜蛋白以及N3基团在颗粒制备的过程中成功保留。
2.N3-TINPs对Raji细胞具有很好的双靶向作用,随后的光热杀伤实验也显示出优良的肿瘤杀伤作用。
3.N3-TINPs通过双靶向作用在小鼠肿瘤部位高度富集,产生高效的光热治疗效果,有效消除小鼠肿瘤,且无毒副作用。
1.制备基于生物正交靶向和T细胞免疫识别的双靶向T细胞膜仿生纳米颗粒(N3-TINPs),其核心为包裹吲哚菁绿(Indocyaninegreen,ICG)的聚乙交酯丙交酯共聚物(Poly(lactic-co-glycolicacid),PLGA),表面覆盖叠氮(N3)基团功能化的T细胞膜,并对其理化性质进行表征。
2.对N3-TINPs进行体外分析,研究其对肿瘤细胞的双靶向能力,验证N3-TINPs对肿瘤细胞的光热杀伤效果。
3.对N3-TINPs进行体内评价,考察N3-TINPs在小鼠体内对肿瘤的双靶向效果,评估N3-TINPs的光热治疗的效果和生物安全性。
【方法】:
1.激活的T细胞与N3修饰的糖类衍生物Ac4GalNAz共同孵育,获得N3标记的T细胞。B淋巴瘤细胞系Raji肿瘤细胞与双环[6.1.0]壬炔(bicyclo[6.1.0]nonyne,BCN)修饰的糖类衍生物Ac4ManN-BCN共同孵育,得到BCN基团标记的Raji细胞。
2.提取N3标记的T细胞膜,采用超声法制备包载ICG的PLGA纳米核心(ICG-PLGA),通过薄膜挤压法将T细胞膜包裹到PLGA纳米核心表面,得到具有双靶向功能的T细胞膜仿生纳米颗粒。使用透射电镜(Transmissionelectronmicroscopy,TEM)、动态光散射(Dynamiclightscattering,DLS)、紫外分光光度仪、荧光光谱仪、红外热成像仪、聚丙烯酰氨凝胶电泳(Sodiumdodecylsulfatepolyacrylamidegelelectrophoresis,SDS-PAGE)、蛋白免疫印记(Westernblot)和激光共聚焦扫描显微镜分别对N3-TINPs进行形貌、粒径、光学性能和光热性能的表征,分析纳米颗粒表面的T细胞膜蛋白和N3基团的存在。
3.使用激光共聚焦扫描显微镜和流式细胞术分析肿瘤细胞对N3-TINPs的摄取情况,检测细胞糖代谢标记基团的效率;通过细胞存活率实验、活/死细胞染色实验和细胞凋亡实验评价N3-TINPs对肿瘤细胞的光热杀伤能力。
4.以荷Raji肿瘤的NOD/SCID小鼠为研究对象,通过小动物荧光成像研究N3-TINPs的体内生物分布。肿瘤组织切片后,通过免疫荧光染色验证肿瘤细胞的BCN基团标记及N3-TINPs摄取情况。测量小鼠肿瘤体积评价N3-TINPs的光热治疗效果,通过血液生化指标等评估N3-TINPs的生物安全性。
【结果】:
1.N3-TINPs的制备与表征:制备的N3-TINPs在电镜下可见具有典型的核壳结构,粒径大小为50nm~60nm。紫外和荧光光谱分析均显示N3-TINPs具有优良的光学性能,红外热成像分析显示其具有很好的光热性能。SDS-PAGE和Westernblot的分析结果证明N3-TINPs保留了T细胞膜表面的蛋白,而且叠氮基团成功的引入到了T细胞膜表面的糖蛋白上。激光共聚焦成像的结果进一步验证N3-TINPs的表面成功保留了N3基团。
2.细胞的糖代谢标记:激光共聚焦扫描显微镜和流式细胞分析的结果显示,T细胞在经过Ac4GalNAz糖处理后成功在细胞膜上引入了N3基团;同样,Raji细胞经过Ac4ManN-BCN糖处理后成功标记了BCN基团。
3.体外细胞实验分析:N3-TINPs对Raji肿瘤细胞具有特异的免疫识别和生物正交结合的靶向性能。光热杀伤实验显示,Raji细胞摄取N3-TINPs后加以激光照射,能导致显著的细胞死亡,证明N3-TINPs具有优良的肿瘤光热杀伤效果。
4.体内动物实验评价:荷瘤小鼠尾静脉给药后,与其他颗粒相比,N3-TINPs能更好的富集在肿瘤部位,显示免疫识别和生物正交靶向的优势。将肿瘤组织切片后进行荧光染色,其结果证明BCN基团成功的修饰到了肿瘤细胞的表面,且N3-TINPs成功的进入到了肿瘤内部。在治疗实验中,N3-TINPs给药组小鼠的肿瘤部位在光照后温度最高,并且在随后的治疗期间小鼠的肿瘤生长得到了有效抑制,显示出优良的光热治疗效果,而且小鼠的存活率显著提高。血液生化分析的结果证实N3-TINPs对小鼠没有毒副作用。
【结论】:
1.成功的构建了包载ICG的T细胞膜仿生纳米颗粒(N3-TINPs),具有生物正交和T细胞膜免疫识别的双靶向功能。制备的N3-TINPs保留了ICG的光学性能和光热性能,其表面的T细胞膜蛋白以及N3基团在颗粒制备的过程中成功保留。
2.N3-TINPs对Raji细胞具有很好的双靶向作用,随后的光热杀伤实验也显示出优良的肿瘤杀伤作用。
3.N3-TINPs通过双靶向作用在小鼠肿瘤部位高度富集,产生高效的光热治疗效果,有效消除小鼠肿瘤,且无毒副作用。