目的 观察血管紧张素Ⅳ类似物Dihexa对脑出血小鼠的神经保护作用,并探讨作用机制。方法 将110只C57BL/6J小鼠随机分为假手术组、模型组、药物1组、药物2组、抑制剂组,每组22只。模型组、药物1组、药物2组、抑制剂组采用胶原酶法制备脑出血模型,假手术组以生理盐水代替胶原酶进行注射,其余操作与其他组一致。造模成功后,药物1组、药物2组分别予Dihexa 1.44、2.88 mg/(kg·d)灌胃,抑制剂组先后予wortmannMirdametinib配制in(PI3K选择性抑制剂) 0.5 mg/(kg·d)、Dihexa 2.88 mg/(kg·d)灌胃,模型组和假手术组给予等体积生理盐水,连续3 d。给药结束后采用改良Garcia评分评估神经功能缺损情况,检测脑组织含水量,HE染色观察脑组织病理改变,ELISA法检测脑组织中的肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β),TUNEL法检测神经细胞凋亡情况,WestJNJ-42756493ern blotting法检测脑组织中的凋亡相关蛋白(cleaved-Caspase3、Bcl-2)及磷脂酰激醇-3-激酶(PI3K)/丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B(AKT)通路蛋白。结果 与假手术组相比,模型组、药物1组、药物2组、抑制剂组的脑组织含水量、脑组织中TNF-α、IL-1β、cleaved-Caspase3表达及神经细胞凋亡率增高,神经功能评分、脑组织中Bcl-2表达及p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT降低(P均<0.05)。模型组、药物1组、药物2组的的脑组织含水量、脑组织中TNF-α、IL-1β、cleavedCaspase3表达及神经细胞凋亡率依次降低,神经功能评分、脑组织中Bcl-2表达及p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT依次增高(P均<0.05)。抑制剂组脑组织含水量、脑组织中Tthyroid autoimmune diseaseNF-α、IL-1β、cleaved-Caspase3表达及神经细胞凋亡率高于药物2组,神经功能评分、脑组织中Bcl-2表达及p-PI3K/PI3K、p-AKT/AKT低于药物2组(P均<0.05)。结论 血管紧张素Ⅳ类似物Dihexa可以剂量依赖性减轻脑出血小鼠神经细胞凋亡和炎症反应,保护神经功能;其作用机制可能与调控PI3K-AKT通路有关。
人脐带间充质干细胞对自然衰老大鼠海马自噬水平的影响
目的本研究探究移植人脐带间充质干细胞(human umbilical cord meViral geneticssenchymal stem cells,hUCMSCs)是否能通过调节自然衰老大鼠自噬水平来改善学习记忆及认知衰退。方法 SD大鼠屏障环境饲养至衰老年龄(24月龄),行为学挑选出认知衰退明显的老年鼠,分为细胞移植组(H组)和生理盐水组(C组),3月龄SD大鼠为正常组(N组)。H组:尾静脉注NSC 125973 IC50射hUCMSCs细胞混悬液500μL,剂量为每只2×10MC3溶解度~6个,C组和N组分别尾静脉注射无菌生理盐水。时间均为每周1次,连续4周。通过Morris水迷宫,Y迷宫及新物体识别实验观察其学习记忆能力变化;通过HE染色观察大鼠海马神经元形态改变;通过Western Blot检测海马LC3Ⅱ/Ⅰ、Beclin1、P62的相对表达量。结果 (1)行为学结果显示H组和N组学习记忆能力显著高于C组。(2) HE染色中H组和N组海马CA1区和DG区神经细胞排列较规整,细胞结构完整,细胞核饱满,C组CA1区神经元数量减少,细胞排列疏松,细胞核固缩,呈退行性病变。(3) H组和N组中P62蛋白含量显著低于C组,Beclin1和LC3Ⅱ/Ⅰ显著高于C组。结论静脉注射人脐带间充质干细胞改善自然衰老大鼠的学习记忆及认知衰退,可能与干预后自噬水平的恢复有关。
益肾泄浊方减轻顺铂致AKI肾小管上皮细胞应激性衰老的机制
研究背景及目的:急性肾损伤(Acutekidneyinjury,AKI)因发病率高、治疗难度大、患者预后差,已成为亟需解决的全球性公共卫生难题。AKI可由多种原因引起,药物性AKI已成为住院患者发生AKI的主要原因,其中以抗肿瘤药物引起的AKI最为典型。顺铂(Cisplatin,DDP)是临床上广泛使用的抗肿瘤药物,但随着临床使用率提高,AKI的发生率也逐年上升,提示临床仍需进一步揭示顺铂致AKI(Cisplatin-Induced Acutselleck产品e Kidney Injury,CI-AKI)的发病机制及挖掘有效防治手段。肾小管上皮细胞应激性衰老在CI-AKI的发生发展中发挥重要作用,但具体机制有待阐明。中医药防治CI-AKI方面有独特优势,前期研究发现益肾泄浊方能改善CI-AKI患者预后,但其微观生物学作用机制仍不完善。因此本研究旨在初步探索益肾泄浊方能否抑制肾小管上皮细胞应激性衰老,减轻CI-AKI,为益肾泄浊方的临床应用提供理论基础。方法:1.体内实验:构建肝细胞癌(HCC)荷瘤小鼠模型并根据分组情况相应地采取顺铂腹腔注射、益肾泄浊方冻干粉药液灌胃、尿毒清药液灌胃等处理。观察小鼠一般情况,记录小鼠体重及肿瘤体积。计算各组小鼠的抑瘤率、脾脏指数(Spleen Index,SI)。使用试剂盒检测小鼠血清中肌酐、尿素氮含量;使用HE染色、PAS染色观察小鼠肾脏组织的病理损伤情况;使用β-半乳糖苷酶(SA-βNegative effect on immune response-gal)衰老染色检测小鼠肾脏皮质衰老情况。2.体外实验:以人近端肾小管上皮细胞(HKC-8)为实验对象,通过SA-β-gal细胞衰老染色、Western Blot、流式细胞术、酶联免疫分析(ELISA)等实验方法,观察益肾泄浊方含药血清对顺铂干预后HKC-8细胞衰老染色情况、细胞衰老相关蛋白表达水平、细胞周期、细胞衰老相关分泌表型IL-1β、IL-6分泌的影响。3.网络药理学研究:使用TCMSP数据库收集,筛选益肾泄浊方活性成分。挖掘、收集各大疾病数据库中AKI的潜在靶点,并将益肾泄浊方的活性成分靶点和AKI相关靶点进行映射,获得益肾泄浊方治疗AKI的核心靶点。将核心靶点提交至STRING数据库构建蛋白-蛋白互作(PPI)网络,并进行核心模块分析。使用Metascape数据库对核心靶点进行GO和KEGG富集分析,得到益肾泄浊方治疗AKI的关键通路。最后使用Western Blot对关键通路进行验证。结果:1.顺铂化疗后的HCC荷瘤小鼠一般情况较差,体重、脾脏指数显著低于CON组(P<0.0001,P<0.05)。益肾泄浊方干预后的荷瘤小鼠体重、脾脏指数高于DDP组(P<0.05,P<0.05),且平均肿瘤体积、抑瘤率无统计学差异。HE与PAS染色结果表明,益肾泄浊方的使用能一定程度上减轻顺铂造成的肾小管损伤(P<0.0001)。同时,与DDP组比较,益肾泄浊方干预后荷瘤小鼠肾皮质中肾小管衰老阳性染色面积有所减少。2.SA-β-gal染色发现DDP组中衰老细胞显著增多(P<0.001),5%、10%益肾泄浊方含药血清干预后能减少SA-β-gal阳性染色面积(P<0.001,P<0.001)。DDP组衰老相关蛋白表达明显上调且具有统计学差异,益肾泄浊方干预后,相关蛋白表达有所下调,且10%益肾泄浊方作用效果更明显。DDP组大部分细胞出现细胞周期S期阻滞的现象(P<0.001),益肾泄浊方干预后能降低阻滞在S期的细胞比例,减少衰老相关分泌selleck NMR表型IL-1β、IL-6的分泌。3.从TCMSP数据库获取益肾泄浊方的活性成分及靶点,合并删除重复值后,得到益肾泄浊方活性成分62个,靶点219个。从各大疾病数据库收集急性肾损伤相关靶点,合并删除重复值后得12647个相关靶点。将筛选的益肾泄浊方活性成分靶点与急性肾损伤靶点取交集,得到益肾泄浊方治疗急性肾损伤核心靶点214个。对核心靶点进行PPI网络构建以及GO、KEGG分析,益肾泄浊方对AKI的治疗作用与MAPK信号通路关联性较高,进一步的通路蛋白验证结果表明,DDP组MAPK通路相关蛋白表达水平显著上调,益肾泄浊方干预后能抑制MAPK通路的激活。结论:1.肾小管上皮细胞应激性衰老是CI-AKI发生发展的重要机制。2.益肾泄浊方可能通过调控MAPK信号通路抑制肾小管上皮细胞应激性衰老治疗CI-AKI。
大豆ERF耐盐基因的鉴定和驯化分析
土地盐渍化对大豆的产量和品质产生了极大的负面影响,培育耐盐大豆品种是改善和提高盐胁迫下大豆产量和品质的selleck Galunisertib有效途径之一。ERF转录因子对植物响应逆境胁迫十分重要,但在大豆中相关研究报道较少。基于已报道的盐胁迫处理下的RNA-seq数据、549份大豆重测序数据及耐盐指数数据,以及Soybean Expression Atlas数据CL13900抑制剂库中大豆组织表达数据,在大豆中鉴定能够响应盐胁迫的ERF基因。同时,在549份大豆重测序数据中鉴定响应盐胁迫ERF基因的优异等位变异,并分析其驯化与人工选择规律。其中,鉴定出ERF158H1,ERF166H2,ERF170H1单倍型是优异的自然等位变异,能够显著促进大豆对盐的耐性。对优异等位变predictive protein biomarkers异的核苷酸多态性分析表明,ERF170H1在大豆驯化的过程中受到了微弱的人工选择,而ERF158H1和ERF166H2在驯化的过程中发生了逐渐减少或丢失的现象。因此,本研究鉴定了大豆中响应盐胁迫的ERF基因及其优异等位变异,对丰富和完善大豆响应盐胁迫的分子机制具有重要意义,为培育耐盐大豆品种提供了重要的基因资源和育种方案。
肿瘤微环境响应型功能材料用于多模态癌症治疗研究
恶性肿瘤因高病发率和死亡率成为威胁人类健康的主要疾病之一,早发现、早治疗和减小副作用是目前治疗癌症的最佳办法。目前常规的治疗由于预后差、副作用大等问题导致癌症治疗效果不理想。肿瘤微环境(TME)是肿瘤细胞和细胞外基质(ECM)共同组成的特殊病理环境,调控肿瘤复杂的生物行为,较正常细胞相比较,其具有低氧、低p H、过氧化氢(H_2O_2)过表达等特性,为新型靶向癌症治疗提供了机会和方向。近年来,基于TME特异性构建的治疗体系取得了较大的研究进展。在此,本论文的主要研究内容如下:(1)基于单原子催化剂的p H编程响应型肿瘤协同治疗纳米平台鉴于单原子含铁纳米粒子(SAF NPs)多孔、高原medical consumables子利用率的优势,我们设计了一种p H响应型纳米药物递送和协同治疗平台(CM@Ca CO_3@SAF NPs@DOX)。将SAF NPs作为载体用于负载化疗药物阿霉素(DOX),再原位矿化Ca CO_3,用细胞膜(CM)封装,得到生物相容性、靶向性优异的纳米平台。利用CM靶向同源癌细胞,在TME弱酸性响应下,Ca CO_3矿化层分解释放过量Ca~(2+)形成钙离子干扰治疗(CIT)和DOX形成化疗(CT)。此外,SAF NPs发生类芬顿反应,原位产生·OH形成化学动力学治疗(CDT)。所设计的纳米体系不仅能实现有效的药物递送,而且靶向性的多模式联合治疗能达到高效精准治疗肿瘤的目的。(2)基于大肠杆菌的原位触发探针用于癌症的敏感诊断和深度穿透治疗为实现对肿瘤的成像检测和深度治疗,本工作利用大肠杆菌(E.cMK-2206浓度oli)作为载体,在原位还原HAu Cl_4后,修饰光敏剂(核黄素,Rf)和发光试剂(鲁米诺),得到ROS自放大纳米探针(E-Au@Rf@Lum)。在肿瘤细胞过表达的H_2O_2环境中,鲁米诺发出的蓝紫光既可以进行化学发光(CL)成像,又能通过化学发光共振能量转移(CRET)激发Rf,产生ROS进行光动力治疗(PDT)。此外,E.coli含有过氧化氢酶可以催化H_2O_2产生O_2,进而缓解PDT治疗中的缺氧现象。最后,Rf被激发产生的ROS能促进鲁米诺的CL强度,形成循环放大CL13900过程,丰富的ROS有助于打破ECM,深入肿瘤进行PDT。本研究将癌症的成像诊断和治疗结合,提出的诊疗一体化体系为肿瘤的早发现、早治疗提供了研究思路。
谷子中矮秆资源创制、遗传解析和育种利用
谷子是旱作生态农业的主栽作物和应对气候变化的战略储备作物,也是新时期功能基因研究的模式作物。谷子品种的中矮秆化www.selleck.cn/products/dabrafenib-gsk2118436是产业发展的必然趋势。国内外目前已报道的谷子矮秆材料达70多个,从形态上谷子矮秆种质可以分为叶穗直立的紧凑型和叶穗下披的常规型2类;赤Medial collateral ligament霉素(GA)敏感性测定发现4个材料对GA不敏感,其他均是GA敏感型;显隐性分析表明,多数矮秆材料为隐性单基因控制,但矮88株高为多基因控制。利用自寻找更多然群体关联分析和双亲杂交分离群体合计发掘了109个控制株高的QTL,精细定位了7个矮秆基因,半显性矮秆材料84133的矮化基因SiDW1是唯一克隆并进行功能分析的矮化基因。对谷子中矮秆品种选育的梳理表明,利用矮88和其衍生系为亲本已培育出139个中矮品种(系),实现了谷子株高的显著矮化,满足了机械化收获对抗倒伏降株高的要求。本文综述了国内外谷子株高矮化基因的研究进展,梳理了已经定位和克隆的谷子矮秆基因,讨论了谷子矮秆遗传和育种研究中的问题,展望了未来发展方向。
基于荧光分析的纳米颗粒与毛细管传感器的制备及性能研究
在生命活动中,血液、组织及各类细胞内的H+、O2、CO2浓度被视作非常重要的生理参数,其变化情况通常能反映出呼吸、代谢等功能的基本状态。近年来,研究人员进一步发现细胞的H+、O2、CO2的浓度变化与生物体内肿瘤、阿尔兹海默症等疾病存在着密不可分的联系,因此pH、O2、CO2的准确监测对生命活动机理的理解甚至疾病的诊断有着重要意义。荧光分析法通过特AG-221异性荧光染料或探针的荧光强度或寿命波动分析目标参数的变化情况,基于荧光分析法的光学传感器具有高敏感性、响GDC-0068研究购买应时间快等优点,从而在生理参数测量方面受到许多广泛关注。在本论文中,为了高效检测H+、O2、CO2的动态变化,制备了两种基于荧光分析法的光学传感器,主要包括两部分工作:首先是监测细胞内pH变化的双光子比率荧光纳米传感器,可以实现单光子和双光子激发模式下细胞内pH及其波动的比率荧光成像及实时监测;第二部分研究内容是能够同时检测pH、O2、CO2波动的多功能荧光毛细管传感器,在单一波长激发下具有良好的多参数敏感性、稳定性和可逆性。本篇论文中的研究内容主要包括:(1)基于再沉淀法制备以共轭聚合物聚(9,9-二正辛基芴基-2,7-二基)(PFO)为基质,以异硫氰酸荧光素(FITC)为pH敏感荧光探针的双光子比率荧光pH敏感纳米传感器。对该纳米传感器的透射电子显微镜(TEM)和动态光散射(DLS)分析可知其粒径分布均匀,约为150 nm左右。在单、双光子激发下,FITC和PFO的比率荧光在pH范围为3~10时均表现出高效的pH敏感响应,单光子和双光子模式下的Pka分别为6.69和6.43。该纳米传感器具有高灵敏度、优异的稳定性、低的细胞毒性、良好的可逆性和双光子激发能力。该传感器应用于HeLa细胞,可成功实现单光子和双光子激发模式下细胞内pH波动的比率荧光成像,进而实时监测细胞内pH波动情况。(2)制备一种对氢离子、溶解氧、二氧化碳浓度敏感的多功能荧光毛细管传感器,实时监测三种参数的浓度变化。该传感器采用单个内径2 mm的石英毛细管作为载体,将O2敏感荧光探针Ru(dpp)3(PF6)2、pH和CO2敏感探针8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐(HPTS)分别通过三种不同结构immunogen design的薄膜固定于毛细管内壁左、中、右三个区域。SEM成像可表明该传感膜具有致密性,且在460 nm单一激发波长照射下,在毛细管左、中、右部分能采集到对应的pH、O2、CO2敏感探针荧光信号,实现多参数光学监测。对毛细管内壁各敏感膜进行检测,pH具有优异的pH敏感性,pKa=6.91;O2敏感膜具有较高的氧气敏感性,可通过Stern-Volmer方程进行拟合,其荧光强度I0/I比值与氧气含量具有良好的线性关系;CO2敏感膜猝灭反应敏感度约为96%,呈现高的CO2灵敏度。此外,该毛细管传感器具有良好的特异性、储存稳定性和可逆性。研究结果表明该多功能毛细管传感器在实时血气分析和多参数生物检测方面具有很大的应用潜力。
寡核苷酸治疗药物非临床安全性评价的考虑要点概述
核苷酸类药物疗法是目前新的热点开发方向,美国FDA已批准十余款寡核苷酸类药物上市,另外还有几十款寡核苷酸类药物处于临床研究阶段。关于寡核苷酸类药物的非临床安全性评价包括一般毒性、遗传毒性、生殖毒性、致癌性等,在评价的过程中可能需要考虑一些因素,以更好的进行安全性评价。一般毒性研究:对于重复毒性研究,需考虑寡核苷酸类药物在多次给药后的蓄积水平以及产生的毒性。寡核苷酸类药物并不是均匀分布全身,具有较强的抗核酸酶活性的寡核苷酸类药物可能蓄积在特定组织中,寡核苷酸类药物较易蓄积在肾脏和肝脏,比如,米泊美生钠在NHPs的靶器官为肾脏。对于局部给药的寡核苷酸类药物,不仅需要考虑注射部位的毒性,还应考虑通过循环后的蓄积毒性。遗传毒性:仅包含天然核酸的寡核苷酸类药物的降解产物与内源性核酸相同,遗传毒性风险很低,可以不需要开展ICH S2 (R1)中的一系列遗传毒性试验。但是,许多寡核苷酸类药物含有化学修饰的部分,比如化学修饰的核酸等,不仅需要考虑化学修饰部分的遗传毒性风险,还需考虑代谢产物和降解产物的遗传毒性风险,因此,具有化学修饰的寡核苷酸类药物可能需要进行遗传毒性试验。评估遗传毒性的试验方法需慎重选择,因AG-221作用为不同方法产生的相反结果可能是由于试验条件所致。同时,遗传毒性评估应最好使用制剂(寡核苷酸成分和递送系统),而不是仅仅寡核苷酸成分,因为仅仅寡核苷酸成分透过细胞膜的能力可能有限。生殖毒性:寡核苷酸类药物的生殖毒性应根据ICH S5 (R3)和S6 (R1)进行评估,开展的试验取决于寡核苷酸类药物的预期患者群体和药理学效应等。为了评估寡核苷酸类药物的靶向生殖毒性,应选择药理学相关种属,如没有相关种属或仅有猴是相关种属,可考虑采用替代物或转基因动物。剂量选择应基于所有可用的信息(例如药理学、重复毒性结果和药代动力学特征等),根据ICH S5(R3)进行确定。有关胎盘转运的信息可能有助于评估药物对胚胎和胎儿的影响。致癌性评:需考虑寡核苷酸类药物的化学修饰引起的脱靶毒性造成的致癌性,如果寡核苷酸类药物临床使用时间为6个月或以上,且具有致癌性试验的开展必要性时,可使用常规啮齿动物研究进行。化学修饰的寡核苷酸类药物可能需要两种啮齿类动物进行致癌性评价。当寡核苷酸类药物的作用机制涉及致癌相关的因素,如免疫抑制,以及遗传毒性和重复给药毒性等结果发现致癌性潜能时,致癌性试验不一定需要开展,因为即使获得阴性结果也不能消除致癌性忧虑。考虑到临床受益和风险,不开展致癌性试验也是一个可接受的选择,可开展适当的风险交流biomarkers of aging。ONTs的开发取得了显著的进展,但其非临床安全性评估目前是在逐案分析的基础上进行的,可参照ICH与selleck激酶抑制剂非临床评估相关的指南,包括S6(R1)和M3(R2)。为了评估新候选药物,包括但不限于ONTs,在考虑到传统方法的局限性的同时,必须努力研讨适当评价所需的内容。在其他国家有关ONTs的非临床安全性评估的各种研究正在进行,期望随着业界经验积累以及监管科学发展,会在未来颁布可行的针对性指南。
可电离阳离子脂质的设计与合成及其在个性化抗肿瘤疫苗中的应用
脂质纳米颗粒(LNP)是目前应用于核酸类药物最广泛的纳米递送载体之一,其中的关键技术在于可电离阳离子脂质的结构设计,其不但能促进纳米颗粒的形成,提高核酸包装效率,还能改善纳米颗粒的稳定性。脂质纳米颗粒递送技术能够有效解决核酸类药物进入胞内发挥药效的两大关键困难,即核酸类物质(尤其是单链RNA)容易被体内外的水解酶降解而失效的问题及带负电荷的核酸类物质难以跨过膜屏障进入胞内带来的挑战。本论文设计并合成了一系列可电离阳离子脂质,旨在筛选出一种能有效包封核酸类物质的阳离子脂质化合物,用于核酸类药物的递送。同时,还将脂质递送系统应用于以肿瘤细胞裂解物AZD2281体内实验剂量作为抗原的个性化抗肿瘤疫苗的研究中,意在运用脂质递送技术实现肿瘤抗原和核酸类佐剂的高效跨膜运输并共呈递给同一个免疫细胞,以增强机体的抗肿瘤免疫反应。第一章:概述了脂质纳米颗粒递送系统的组成及阳离子脂质的研究进展。同时对疫苗的作用原理和抗肿瘤疫苗的关键组分进行了简要阐述。第二章:可电离阳离子脂质的合成和递送效果评估。在临床批准使用的可电离阳离子脂质DLin-MC3-DMA、SM-102和ALC-03Heart-specific molecular biomarkers15的结构基础上,我们通过改变头部亲水基团和尾部疏水基团的结构,设计并合成了一系列结构不同的可电离阳离子脂质,同时分别辅以胆固醇、辅助脂质和PEG化脂质,与荧光素酶mRNA(Luc-mRNA)组装成脂质纳米颗粒,并通过测定荧光素酶在小鼠体内的表达情况评估所合成的可电离阳离子脂质的包装和递送效果。结果表明头部带有叔胺基亲水端与尾部带有分叉型脂肪链疏水端的可电离阳离子脂质对荧光素酶mRNA具有良好的包封率,且在小鼠体内具有较高的转染率。该工作为将来可电离阳离子脂质的设计和改造提供了宝贵的经验。第三章:脂质递送系统在个性化抗肿瘤疫苗中的应用。我们利用脂质体挤出器将4T1肿瘤细胞进行挤压裂解,制备了肿瘤细胞来源的个性化肿瘤抗原,同时选用带负电荷的核酸类佐剂poly(I:C)作为免疫刺激剂,并采用脂质递送技术将抗原和佐剂利用脂质体挤出器共组装成脂质体作为候选疫苗。免疫评估结果表明,个性化抗原和佐剂共组装成脂质体的候选疫苗能诱导小鼠分泌更高水平的特异性IgG抗体,其诱导产生的抗体也能有效识别和结合靶细胞,并激活补体系统对靶细胞产生杀伤作用。同时,该疫苗能高效激活T淋巴细胞,产生更高水平的IFN-γ和TNF-α细胞因子,诱导强烈的细胞免疫反应。此外,该疫苗在一定程度上表现出了良好的生物安全性,具有较大的临床应用价值。该研究将基于可电离阳离子的脂质递送技术应用于癌症疫苗中,为将来个性化抗肿瘤疫苗的研究和开发提供新的更多思路和重要的参考。
可电离阳离子脂质的设计与合成及其在个性化抗肿瘤疫苗中的应用
脂质纳米颗粒(LNP)是目前应用于核酸类药物最广泛的纳米递送载体之一,其中的关键技术在于可电离阳离子脂质的结构设计,其不但能促进纳米颗粒的形成,提高核酸包装效率,还能改善纳米颗粒的稳定性。脂质纳米颗粒递送技术能够有效解决核酸类药物进入胞内发挥药效的两大关键困难,即核酸类物质(尤其是单链RNA)容易被体内外的水解酶降解而失效的问题及带负电荷的核酸类物质难以跨过膜屏障进入胞内带来的挑战。本论文设计并合成了一系列可电离阳离子脂质,旨在筛选出一种能有效包封核酸类物质的阳离子脂质化合物,用于核酸类药物的递送。同时,还将脂质递送系统应用于以肿瘤细胞裂解物AZD2281体内实验剂量作为抗原的个性化抗肿瘤疫苗的研究中,意在运用脂质递送技术实现肿瘤抗原和核酸类佐剂的高效跨膜运输并共呈递给同一个免疫细胞,以增强机体的抗肿瘤免疫反应。第一章:概述了脂质纳米颗粒递送系统的组成及阳离子脂质的研究进展。同时对疫苗的作用原理和抗肿瘤疫苗的关键组分进行了简要阐述。第二章:可电离阳离子脂质的合成和递送效果评估。在临床批准使用的可电离阳离子脂质DLin-MC3-DMA、SM-102和ALC-03Heart-specific molecular biomarkers15的结构基础上,我们通过改变头部亲水基团和尾部疏水基团的结构,设计并合成了一系列结构不同的可电离阳离子脂质,同时分别辅以胆固醇、辅助脂质和PEG化脂质,与荧光素酶mRNA(Luc-mRNA)组装成脂质纳米颗粒,并通过测定荧光素酶在小鼠体内的表达情况评估所合成的可电离阳离子脂质的包装和递送效果。结果表明头部带有叔胺基亲水端与尾部带有分叉型脂肪链疏水端的可电离阳离子脂质对荧光素酶mRNA具有良好的包封率,且在小鼠体内具有较高的转染率。该工作为将来可电离阳离子脂质的设计和改造提供了宝贵的经验。第三章:脂质递送系统在个性化抗肿瘤疫苗中的应用。我们利用脂质体挤出器将4T1肿瘤细胞进行挤压裂解,制备了肿瘤细胞来源的个性化肿瘤抗原,同时选用带负电荷的核酸类佐剂poly(I:C)作为免疫刺激剂,并采用脂质递送技术将抗原和佐剂利用脂质体挤出器共组装成脂质体作为候选疫苗。免疫评估结果表明,个性化抗原和佐剂共组装成脂质体的候选疫苗能诱导小鼠分泌更高水平的特异性IgG抗体,其诱导产生的抗体也能有效识别和结合靶细胞,并激活补体系统对靶细胞产生杀伤作用。同时,该疫苗能高效激活T淋巴细胞,产生更高水平的IFN-γ和TNF-α细胞因子,诱导强烈的细胞免疫反应。此外,该疫苗在一定程度上表现出了良好的生物安全性,具有较大的临床应用价值。该研究将基于可电离阳离子的脂质递送技术应用于癌症疫苗中,为将来个性化抗肿瘤疫苗的研究和开发提供新的更多思路和重要的参考。