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背景:上皮性卵巢癌(Epithelial ovarian cancer,EOC)是女性生殖系统死亡率最高的恶性肿瘤之一,由于传统治疗的局限性,超过70%的患者在五年内复发或死亡,亟需更有效的治疗方法来提高卵巢癌患者的治疗效果及生存期。声动力治疗(Sonodynamic therapy,SDT)是由超声激活肿瘤组织中积聚的声敏剂产生活性氧(Reactive oxygen species,ROS)对肿瘤细胞产生杀伤作用的方法,研究报道SDT可以通过聚焦超声将声能局限于肿瘤组织,安全性高且对周围正常组织损伤小。本研究拟制备一种载声敏剂并携氧的靶向纳米粒,该纳米粒能聚集于肿瘤组织中,并在低强度聚焦超声的作用下,对肿瘤细胞进行杀伤;同时对该纳米粒发挥抑瘤作用的相关机制进行探讨,为卵巢癌的治疗提供新的思路。第一部分载IR780并携氧的靶向纳米粒的制备及表征目的:制备一种载声敏剂(IR780)并携氧的叶酸(Folate,FA)靶向的纳米粒。该纳米粒外壳为叶酸修饰的聚乳酸-羟基乙酸(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)即PLGA-PEG-FA聚合物,核心为可以携氧的全氟己烷(Perfluorohexane,PFH),IR780分散滞留在PLGA外壳中,命名为FA-PLGA-IR780-PFH(以下简写为IRO@FA)。同时对纳米粒的大小、粒径、靶向性、相变特性和产生ROS能力进行检测。(下图为纳米粒结构示意图)方法:用双乳化法制备IRO@FA纳米粒。通过透射电镜观察IRO@FA的外形特征;马尔文粒径电位仪测定纳米粒粒径、电位;紫外分光光度计测定IR780吸光度,绘制标准曲线计算包封率;用不同强度超声刺激纳米粒并用倒置显微镜观察其相变特性;荧光分光光度计检测不同超声作用时间后ROS产生情况;将纳米粒和ID8细胞共同孵育,用共聚焦显微镜和流式细胞术评估其对ID8细胞的靶向性。结果:制备的IRO@FA纳米粒均匀分散于双蒸水中,外观呈暗绿色;透射电镜观察纳米粒大小均一、呈球形;直径313.8±3.2nm、电位为-1.8±0.4m V。超声作用后纳米粒发生形态改变,并产生ROS;在体外实验中IRO@FA较非靶向纳米粒在ID8细胞中富集多,并在细胞内产生更多ROS。结论:本实验制备的IRO@FA纳米粒大小均一、形态规则、分散性好,在超声作用下发生明显形态改变并产生ROS,同时IRO@FA对ID8细胞有良好的靶向性,为后续的实验提供了基础。第二部分IRO@FA纳米粒对EOC的杀伤作用及免疫相关变化目的:通过体外和体内模型探究IRO@FA对上皮性卵巢癌细胞ID8的杀伤作用,同时通过体内实验探究IRO@FA对荷瘤小鼠的免疫相关影响,以探索IRO@FA可能的抗瘤机制。方法:在体外研究中通过CCK8法和流式细胞术探究IRO@FA对ID8细胞的杀伤作用。用活体荧光成像观察IRO@FA在荷瘤小鼠体内的分布情况,同时将小鼠分为四组:CON组(仅PBS处理)、US组(仅超声处理)、IRO@FA组(仅纳米粒处理)和SDT组(IRO@FA+超声处理),测量小鼠瘤体大小和体重变化。治疗结束后收集小鼠血清进行细胞因子表达水平检测,收集心、肝、肺、肾进行安全性检测;同时用免疫组化、酶联免疫吸附实验和流式细胞术对肿瘤组织浸润免疫细胞、细胞因子和脾脏淋巴细胞进行分析。结果:在体外实验中,低浓度的单纯IRO@FA纳米粒在和ID8细胞孵育后,细胞活力无明显变化,但在超声刺激后,IRO@FA对ID8细胞产生明显的杀伤作用;体内实验中,IRO@FA在经尾静脉注射后于第一小时即在肿瘤部位富集,并随着时间延长明显增多;SDT组中小鼠瘤体生长呈明显的下降趋势,且明显小于CON组;同时对心、肝、肺、肾的HE染色发现IRO@FA对这些器官的结构无明显影响;对肿瘤组织的免疫分析发现IRO@FA处理后肿瘤中浸润CD8+和CD3+T淋巴细胞增多,肿瘤组织中IL-6、IFN-γ、TNF-α表达上调;对脾脏淋巴细胞分析发现CD4+、CD8+和CD80+/CD86+细胞的比例在各组中无明显差异,且血清中IL-6、IFN-γ、TNF-α表达水平也无明显差异。结论:IRO@FA在体外和体内均对小鼠EOC细胞产生明显杀伤作用,在产生直接抑瘤作用的同时促进肿瘤组织局部免疫浸润和细胞因子表达。第三部分IRO@FA杀伤ID8细胞和促进免疫浸润的相关机制探讨目的:对ID8细胞进行不同处理,观察细胞器结构变化,测定相关蛋白表达情况,初步探究IRO@FA发挥杀伤作用和诱导免疫浸润的相关机制。方法:在体外研究中,将ID8细胞分为四组:CON组(仅PBS处理)、US组(仅超声处理)、IRO@FA(仅纳米粒处理)和SDT组(IRO@FA+超声)。收集细胞,固定后透射电镜观察细胞器结构变化,蛋白印迹检测内质网功能相关蛋白表达变化,ELISA和免疫荧光测定损伤相关的分子模式(Damage associated molecular patterns,DAMPs)表达水平变化,并应用树突状细胞体外活化实验探究IRO@FA处理后的ID8细胞是否有诱导免疫活化的能力;提取细胞总蛋白,蛋白印迹分析细胞程序性死亡相关蛋白表达情况,探究IRO@FA杀伤细胞的可能机制。结果:电镜观察发现SDT组中,ID8细胞内质网肿胀、核周间隙增大,进一步蛋白检测结果提示IRO@FA处理后细胞内质网应激相关通路活化;同时测定发现ATP、HMGB1(high-mobility group box 1)分泌增多,Calreticulin(CRT)表达上调,体外树突状细胞活化实验显示,IRO@FA组和SDT组中ID8细胞上清能够诱导树突状细胞的活化。对细胞的死亡形式进行分析发现,在IRO@FA组和SDT组中ID8细胞发生细胞凋亡和细胞焦亡,进一步研究发现炎症小体(ASC、NLRP3、caspase1)相关蛋白、促炎分子IL-1β表达上调,同时NLRP3上游分子硫氧还蛋白(TXNIP)表达上调。结论:IRO@FA组和SDT组中ID8细胞发生内质网应激,合成分泌损伤相关的分子模式(Damage associated molecular patterns,DAMPs),通过免疫原性死亡(immunogenic cell death,ICD)诱导免疫活化促进肿瘤组织免疫浸润。同时IRO@FA通过诱导ID8细胞凋亡和焦亡杀伤肿瘤细胞,发挥抗瘤作用。