文獻(xiàn)速遞|動物活體成像系統(tǒng)在納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

● 快訊
近日，同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院-納米院李永勇教授團(tuán)隊在納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得新的研究成果，在國際知名期刊《Biomaterials》（IF=12.479，JCR1區(qū)）上發(fā)表研究性論文。


圖1｜國際知名期刊《Biomaterials》（IF=12.479，JCR1區(qū)）

新抗原長肽疫苗(NeoVax)具有擴(kuò)大和拓寬腫瘤特異性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)反應(yīng)的潛力，成為對抗多種腫瘤類型的希望。然而，外源抗原會被體內(nèi)的內(nèi)溶酶體捕獲，進(jìn)而限制在抗原提呈細(xì)胞(APCs)中的胞漿遞送，導(dǎo)致抗原的交叉呈遞效率低下，無法對癌癥進(jìn)行有效的CTL反應(yīng)。研究表明，獲得性免疫系統(tǒng)可以通過激活NADPH氧化酶2(NOX2)復(fù)合體產(chǎn)生脂質(zhì)氧化作用，使得外源抗原逃逸內(nèi)溶酶體，進(jìn)而賦予APCs促進(jìn)外源抗原交叉呈遞的能力。但是，NOX2激活的確切機(jī)制尚不清楚，阻礙了安全有效的干預(yù)策略的發(fā)展。

受NOX2機(jī)制的啟發(fā)，李永勇教授團(tuán)隊設(shè)計了一種名為NVs^cp的生物礦化納米疫苗。NVs^cp通過在模型抗原卵清蛋白(Ova)自組裝的納米疫苗(Nvs)上原位生長過氧化鈣而發(fā)展起來，具有超高的Ova抗原密度，并含有必要的過氧化鈣佐劑(8.9%)。過氧化鈣佐劑響應(yīng)內(nèi)溶酶體的酸性環(huán)境，觸發(fā)ROS的釋放，進(jìn)而形成脂質(zhì)氫過氧化物，導(dǎo)致內(nèi)溶酶體脂質(zhì)過氧化。因此，NVs^cp被賦予內(nèi)溶酶體逃逸能力，以實現(xiàn)抗原交叉提呈的胞漿轉(zhuǎn)運。體內(nèi)實驗表明，NVs^cp的大小可以有效地滯留在引流淋巴結(jié)(dLNs)中，從而增強不同的APCs(特別是髓竇巨噬細(xì)胞(MSMs，F(xiàn)4/80⁺CD169⁺))和樹突狀細(xì)胞(DCs，CD11c⁺F4/80^-)的抗原交叉提呈，有效地促進(jìn)腫瘤特異性CD8⁺CTL和CD4⁺T輔助細(xì)胞(Th1細(xì)胞)的激活，用于癌癥免疫治療。

圖2｜NVs^cp的形成和NVs^cp誘導(dǎo)腫瘤免疫治療機(jī)制的示意圖

文章中，評估NVs^cp在小鼠體內(nèi)淋巴結(jié)的累積活體實驗成像，使用了AniView100多模式動物活體成像系統(tǒng)拍攝。

于小鼠關(guān)節(jié)皮下注射FITC標(biāo)記的NVs和NVs^cp，在不同時間點采集腹股溝淋巴結(jié)(ILNs)熒光信號。結(jié)果顯示Hock注射4h后，NVs和NVs^cp在病灶內(nèi)迅速積累，兩組熒光信號強度無差異。然而，NVs的熒光在注射24h后迅速減弱。對兩組熒光信號強度定量分析，顯示NVs^cp組的抗原積累大約是NVs組的2.8倍，猜測NVs^cp的積累增強可能與過氧化鈣有效修飾后納米疫苗的物理化學(xué)性質(zhì)(表面電荷和組成)的改變有關(guān)。

圖3｜NVs^cp在小鼠體內(nèi)淋巴結(jié)累積的情況

a、注射后2、4和24小時解剖ILNs的體外熒光圖像
b、對皮下注射后不同時間點ILNs的熒光強度進(jìn)行量化，來測量疫苗動力學(xué)

長期以來，癌癥嚴(yán)重威脅人類健康和生命安全，在治療癌癥的過程中，疫苗發(fā)揮了舉足輕重的作用�；�于大多數(shù)蛋白質(zhì)/多肽結(jié)構(gòu)都含有促進(jìn)鈣生物礦化的羧基，受NOX2機(jī)制的啟發(fā)，李永勇教授團(tuán)隊構(gòu)建了一種有前途的技術(shù)手段，用于改善各種癌癥疫苗模式的交叉呈現(xiàn)，包括多肽和蛋白質(zhì)疫苗等無細(xì)胞平臺�？紤]到它的方便性、有效性和生物相容性，未來可能被廣泛應(yīng)用于癌癥治療。