靶向免疫细胞的糖纳米载体构建及递送CpG ODNs的研究

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含有非甲基化胞嘧啶-鸟嘌呤二核苷酸基序的脱氧寡核苷酸(Cytosine-phosphate-guanosine oligodeoxynucleotides,CpG ODNs)具有免疫活性,能激活体内先天性和适应性免疫应答,在癌症、过敏、疫苗及传染病领域发挥重要作用。然而,CpG ODNs的磷酸二酯键骨架结构易被血液中核酸酶降解,稳定性差;CpG ODNs作为核酸药物带有负电荷,由于静电排斥,很难跨过同样带负电的细胞膜,这阻碍了免疫细胞对CpG ODNs的摄取;这些缺陷严重制约了CpG ODNs的应用。多糖具有良好的生物相容性和可降解性。一些多糖具有免疫活性且能被免疫细胞表面的受体特异性识别并介导内吞,因此,多糖有望作为靶向免疫细胞的药物递送载体。基于这些优点,本论文利用β-葡聚糖和糖原分别构建了靶向巨噬细胞和树突状细胞的CpG ODNs递送载体。氨基化β-葡聚糖(NH2-Glu)和树突状细胞靶向肽功能化糖原(PG NPs)可以有效负载CpG ODNs,并分别被巨噬细胞表面受体和树突状细胞特异性识别,显著增强了CpG ODNs摄取率;进一步刺激免疫细胞分泌更多细胞因子,提高了免疫应答水平。(1)氨基化β-葡聚糖(NH2-Glu)靶向递送CpG ODNs协同增强抗肿瘤免疫应答的研究。β-葡聚糖具有免疫刺激活性,能被巨噬细胞表面的C型植物凝集素-l(Dectin-1)受体和补体受体3(Complement receptor 3,CR3)特异性识别。对β-葡聚糖进行氨基化修饰,得到带正电的NH2-Glu,NH2-Glu具有良好的细胞相容性和血液相容性,可与CpG ODNs静电结合形成粒径约为100 nm的NH2-Glu/CpG NPs载药系统。该载药系统CpG ODNs的装载量高达127μg/mg。NH2-Glu能够保护CpG ODNs免受核酸酶降解。NH2-Glu/CpG NPs由巨噬细胞(RAW264.7)表面的相应受体特异性识别介导内吞,有效提高RAW264.7细胞对CpG ODNs的摄取。NH2-Glu/CpG NPs中的β-葡聚糖和CpG ODNs协同增强体内外细胞因子白介素6(Interleukin-6,IL-6)和肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)的分泌;NH2-Glu/CpG NPs能激活免疫系统并有效抑制小鼠肿瘤的生长,对肿瘤具有较好的免疫治疗效果。综上,NH2-Glu作为简单高效的CpG ODNs靶向递送载体,在免疫治疗领域具有广泛的应用前景。(2)树突状细胞靶向肽功能化糖原精准递送CpG ODNs增强Th1型免疫应答的研究。首先,合成了氨基化糖原(NH2-Gly),随后利用羧基化树突状细胞靶向肽与NH2-Gly反应构建靶向树突状细胞的CpG ODNs递送载体PG NPs。PG NPs带正电荷,粒径约为150 nm,细胞相容性与血液相容性良好。PG NPs与CpG ODNs静电结合,能够高效装载CpG ODNs形成PG-CpG NPs载药系统。该载药系统稳定性好,能够抵抗核酸酶对CpG ODNs降解。PG-CpG NPs能够与骨髓来源树突状细胞(BMDCs)细胞特异性结合,显著提高BMDCs细胞对CpG ODNs的摄取。PG-CpG NPs能活化BMDCs细胞,提高细胞表面CD80、CD86分子的表达,并刺激分泌更多的Th1型细胞因子。因此,PG-CpG NPs在调节Th1/Th2免疫应答失衡治疗上有巨大潜力。
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