腫瘤耐藥是臨床化療效果受限的重要原因之一;熕幬锏竭_癌細胞需經過復雜的運輸步驟,不僅要克服體循環中的生物屏障,還需克服腫瘤微環境(TME)內在的多重阻礙。在此期間,藥物容易被機體清除,并產生脫靶效應,作用于正常組織催生副作用。同時,TME通過代謝重編程、免疫檢查點相互作用、免疫抑制型細胞群富集等多種機制,使得許多化療藥物催生的免疫反應失活,阻礙免疫細胞識別和殺傷,使得療效不盡如人意。即使藥物最終抵達癌細胞內部,癌細胞還會通過一些耐藥保護機制阻滯藥物發揮效果,如耐藥癌細胞表面會表達藥物外排泵P-糖蛋白(P-gp)將化療藥物外排。因此,開發克服腫瘤耐藥性和 TME 免疫抑制的新型給藥策略十分重要。
納米載體可用于延長傳統治療劑的血液循環時間,提高藥物生物利用度,促進其腫瘤蓄積,從而增強抗腫瘤療效。在眾多納米載體材料中,納米凝膠由于其靈活的網絡設計、良好的生物相容性、優異的載藥量、藥物釋放可控等性能,在腫瘤藥物遞送中被廣泛應用。樹狀大分子作為一類3D結構的大分子材料,由于其獨特的結構、理化特性,也被視為一類極具潛力的載體材料。樹狀大分子外圍能共價修飾藥物或標記活性分子,其內部也能用于負載藥物及功能性納米顆粒,因而被廣泛應用于腫瘤納米藥物及診療試劑的構建。合成基于樹狀大分子的納米凝膠,有望獲得兼具水凝膠和樹狀大分子兩者優勢的納米遞送平臺。
團隊選用CT26小鼠結直腸癌細胞進行體外實驗評價。結果表明,5-FU在CT26細胞中存在一定的耐受現象,但載藥凝膠FDNG克服了這一問題(圖2a)。進一步實驗顯示,DNG在被癌細胞內吞后能夠在胞內滯留較長時間(圖2b-d),且能下調細胞表面的藥物外排泵P-gp的表達(圖2e-f),有助于克服癌細胞中P-gp介導的耐藥性。通過細胞周期實驗發現,相較于自由的5-FU,癌細胞在經過FDNG或共遞送凝膠體系(FDNG/cGAMP)處理后,G1-S細胞周期阻滯效果更佳(圖3a-b)。
圖2.(a)CT26 細胞經不同濃度5-FU和FDNG 處理 24 小時后的細胞活力;(b)流式細胞術檢測不同培養時間后CT26細胞中FDNG-Cy5.5的滯留情況和(c)平均熒光強度;(d)FDNG-Cy5.5與細胞在不同培養時間段后細胞的共聚焦顯微鏡照片(比例尺= 20 μm);(e)不同濃度5-FU和FDNG處理24小時后CT26細胞中P-gp表達的Western印跡分析和(f)定量結果。
圖3.(a)CT26 細胞經不同材料處理24小時后的細胞周期流式檢測和(b)各周期定量結果;(c)體外檢測樹突細胞/巨噬細胞免疫激活效果的Transwell系統示意圖;(d)上室CT26細胞分泌IFN-β的ELISA檢測結果;不同材料處理后下室(e)CD80+CD86+樹突細胞和(f)M1/M2巨噬細胞的流式檢測定量結果;(g-j)不同材料處理后下室樹突細胞表面遞呈MHC-I/II的流式細胞檢測結果。
圖4.(a)體內抗腫瘤評價流程示意圖;(b)經不同材料治療后15 天中小鼠的個體腫瘤生長曲線、(c)相對腫瘤體積變化曲線和(d)體重變化趨勢。
進一步研究小鼠體內免疫響應的效果發現,FDNG/cGAMP治療組小鼠脾臟中的CD8+ T細胞分布最多(圖5a),免疫抑制型Treg細胞分布最少(圖5b),且CD8+/CD4+比例最高(圖5c)。同時,FDNG/cGAMP治療組小鼠的腫瘤部位的CD8+ T 細胞浸潤(圖5d)和M1型巨噬細胞分布也最多(見原文補充數據)。小鼠血清的ELISA結果也顯示FDNG/cGAMP治療后,相應抗腫瘤細胞因子TNF-α(圖5e)、IFN-γ(圖5f)、IL-6(圖5g)和IFN-β(圖5h)含量最高。
圖5. 15天體內實驗周期結束后不同實驗組小鼠脾臟中(a)CD8+ T細胞和(b)Tregs、(c)CD8+/CD4+比例以及(d)腫瘤中CD8+ T細胞比例;治療結束后小鼠血清中(e)TNF-α、(f)IFN-γ、(g)IL-6和(h)IFN-β的ELISA檢測結果;(i)荷瘤小鼠靜脈注射FDNG-Cy5.5/cGAMP和Cy5.5后不同時間點的體內熒光成像結果和(j)72小時后主要器官和腫瘤的離體熒光圖像以及(k)平均輻射率(1:心臟;2:肝臟;3:脾臟;4:肺臟;5:腎臟;6:腫瘤)。
論文鏈接:https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.3c01426
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