癌症目前已经成为一项全球性高发的公共疾病,严重威胁人类生命健康。免疫治疗是利用患者自身免疫系统杀伤癌细胞的一种新兴癌症治疗方式,不仅具有良好的治疗效果,而且副作用小,已经成为癌症治疗的研究热点。但由于受肿瘤免疫原性差和免疫逃逸的严重限制,使免疫治疗在临床上的治疗效果有限。在本论文中,我们设计了一系列功能纳米葡萄糖氧化酶,通过“开源节流”的方式共同增强免疫效果。一方面“开源”,利用小尺寸金纳米颗粒(AuNP)代替天然葡萄糖氧化酶(GOx),克服了GOx半衰期短,在生物条件下不稳定、易失活的弊端。同时,通过近红外光(NIR)诱导金纳米棒(AuNR)的光热效应,既能增强AuNP催化效率,加速葡萄糖消耗,实现肿瘤饥饿治疗,Trichostatin A纯度又能抑制热休克蛋白(HSP)的表达,放大肿瘤细胞内过高热,诱导肿瘤细胞死亡,增强免疫原性。另一方面“节流”,通过小分子药物抑制免疫逃逸,或者利用二价金属离子调节免疫,激活T细胞来放大免疫治疗效果。这两种方式协同,显著抑制了肿瘤的生长,为增强抗肿瘤免疫治疗提供了新策略。本文研究主要分为以下两部分:(一)我们设计了一种具有类过氧化氢酶(CAT)活性和GOx模拟活性的纳米酶,可实现双向增强免疫治疗。该纳米酶是由在AuNR外涂层CeO_2外壳,并在其表面沉积小尺寸AuNP,同时负载小分子抑制剂JQ1,最后用癌细胞膜包覆形成的(AuNR@CeO_2/AuNP-JQ1@M)。当其通过癌细胞膜的同源粘附功能到达肿瘤部位后,AuNR在NIR驱动下诱导温度升高,增强了AuNP的类GOx活性。葡萄糖消耗产生的过氧化氢(H_2O_2)与CeO_2反应原位产生氧气(O_2),实现自加速葡萄糖消耗,同时抑制HSP表达,放大细胞内过高热效果,引起氧化应激,激活细胞焦亡相关蛋白,诱导肿瘤细胞焦亡,提高了免疫原性。另外,负载的JQ1通过下调肿瘤细胞上PD-L1的Oil remediation表达,阻断PD-L1与GSKJ4体内实验剂量PD-1结合,抑制免疫逃逸,放大免疫治疗效果。(二)为了使AuNP更好地分散,提高催化活性,并实现二价金属离子激活免疫,我们设计了一个沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)中包裹AuNR的结构,并在其表面均匀地沉积AuNP,得到功能纳米葡萄糖氧化酶AuNR@ZIF/AuNP。当纳米酶到达肿瘤细胞后,AuNR在NIR照射下诱导温度升高,进一步增强AuNP的催化活性,引起肿瘤“饥饿”并造成高温诱导肿瘤细胞死亡,增强免疫原性。同时ZIF在肿瘤酸性溶酶体中实现自动瓦解,释放过量Zn~(2+),打破肿瘤细胞中的锌稳态。Zn~(2+)超载降低了质膜的完整性,通过诱导活性氧(ROS)产生以及激活肿瘤细胞cGas-STING信号通路来促进抗肿瘤免疫反应,并能诱导趋化因子CXCL9/10/11的表达和细胞质蛋白酪氨酸激酶(ZAP-70)磷酸化,以激活T细胞并增强它的募集。