基于红细胞的多功能药物传递系统和人造抗原提呈细胞研究

摘要

随着现代生物技术的发展，细胞制剂正在成为继小分子药物制剂和生物大分子制剂之后的下一代疾病治疗试剂。红细胞，作为人体内的天然氧气运输载体，具有很多无与伦比的独特性质：超长的血液循环时间（人类红细胞循环寿命达120天）；很好的膜稳定性和变形性（可以通过比自己直径小的毛细血管）；特殊的形状，较高的比表面积；优越的生物相容性（异体输血技术已非常成熟而安全）。鉴于红细胞所具有的这些独特优势，利用红细胞来治疗疾病，解决其他手段所不能解决的问题，具有深远的科学及现实意义。本课题主要基于红细胞开展了两方面的工作。一方面，通过功能化改造红细胞，我们构建了一种可以携带药物、靶向肿瘤、刺激响应性释放药物的红细胞；另外一方面，我们通过模拟抗原提呈细胞，对红细胞表面进行了功能化设计，使其具有携带肿瘤特异性抗原、提供T细胞活化信号、刺激抗肿瘤免疫的能力。
　　本研究主要内容包括：⑴用一种两亲性高分子（二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-生物素）（DSPE-PEG-Biotin）嵌入到红细胞膜中，然后通过亲和素（Avidin），将生物素化的靶向多肽RGD（Arg-Gly-Asp）偶联到红细胞表面，我们得到了具有肿瘤血管靶向能力的红细胞RBC-RGD。接着，利用低渗透析的方法，将抗肿瘤药物阿霉素（Doxorubicin，DOX）和光热转化试剂吲哚菁绿-牛血清白蛋白复合物（Indocyanine Green-Bovine Serum Albumin，ICG-BSA）共同装载到红细胞内部，我们得到了具有光热响应性药物释放能力的载药红细胞 IB&D@RBC-RGD。通过联合肿瘤靶向和可控释放，IB&D@RBC-RGD就可以实现在肿瘤部位靶向富集，然后在近红外激光的照射下将化疗药物释放到肿瘤内部。此外，利用IB&D@RBC-RGD的光热效应和药物释放，我们实现了光热治疗和化疗的联合，在细胞水平实现了良好的协同效果。⑵基于抗原提呈细胞（Antigen Presenting Cells，APCs）提呈抗原并激活T细胞的“三信号理论”，我们对红细胞表面进行了功能化构建：首先，我们将 Biotin修饰到红细胞膜上，然后通过链霉亲和素（Streptavidin）将生物素化的CD28激活抗体（anti-CD28）和载有肿瘤抗原肽的主要组织相容性复合物-I（pMHC-I）修饰到红细胞表面。接着，我们利用DSPE-PEG嵌入到红细胞膜的方法，将IL-2偶联到红细胞上。这样，我们就得到了一种可以提供 T细胞活化三信号的人造抗原提呈细胞（RBC-based artificial APCs，RBC-based aAPCs）。其中，pMHC-I与T细胞抗原受体（TCR）结合，提供T细胞活化的第一信号；anti-CD28与T细胞上协同刺激分子受体CD28结合，提供T细胞活化的第二信号；细胞因子IL-2与IL-2受体结合，提供 T细胞活化的第三信号。研究发现，制备得到的人造抗原提呈细胞（RBC-based aAPC）能够显著地刺激T细胞增殖，是一种潜在的新型免疫治疗方法。

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第一章 绪论

1.1 药物传递系统简介

1.2基于细胞的药物传递系统

1.3红细胞药物载体

1.4肿瘤的免疫治疗

1.5本课题的选题和研究内容：

参考文献：

第二章 多功能红细胞药物载体的构建和表面修饰

2.1 引言

2.2实验部分

2.3 实验结果和讨论

2.4本章小结

参考文献

第三章 红细胞药物载体的肿瘤靶向和近红外响应的药物释放

3.1引言

3.2实验部分

3.3实验结果和讨论

3.4 本章小结

参考文献

第四章 多功能载药红细胞用于靶向肿瘤的药物传递和联合治疗

4.1引言

4.2实验部分

4.3实验结果与讨论

4.4本章小结

参考文献

第五章 基于红细胞的人造抗原提呈细胞用于肿瘤的免疫治疗

5.1引言

5.2实验部分

5.3实验结果与讨论

5.3本章小结

参考文献

第六章 结论

6.1结论

6.2工作展望

攻读学位期间公开发表的论著、论文等

致谢