细胞膜包被碳酸钙纳米粒装载IL-12 mRNA用于超声空化-免疫协同治疗恶性胶质瘤的实验研究
批准号:
82102080
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
赵鹏轩
依托单位:
学科分类:
超声医学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵鹏轩
中文摘要
恶性胶质瘤作为最具侵袭性的脑部肿瘤,由于血脑屏障的存在,具有预后差、易复发、死亡率高等特点。激活免疫系统并联合使用核酸药物,因其良好的治疗效果,成为了恶性胶质瘤治疗的新热点。本项目计划设计细胞膜包被的碳酸钙纳米粒,用以递送编码白介素-12的mRNA。其中细胞膜包被可以帮助纳米粒穿越血脑屏障并最终进入恶性胶质瘤细胞,碳酸钙在肿瘤微环境中释放出二氧化碳气体,在超声空化作用下诱导免疫原性坏死,激活免疫应答,最终与翻译出的白介素-12协同增强恶性胶质瘤的免疫治疗效果。本研究的实施,有助于深入研究利用超声诱导免疫原性坏死,并协同核酸类药物进行超声空化-免疫联合治疗的可行性,进而向临床研究转化。
英文摘要
Glioblastoma (GBM) is the most aggressive brain tumor, which has the characteristics of poor prognosis, easy recurrence and high mortality due to the existence of blood brain barrier (BBB). Nowadays, activating the immune system and combined with nucleic acid drugs have attracted much attention due to its positive therapeutic efficiency. In this study, we designed a cancer cell membrane coated calcium carbonate nanoparticle to deliver interleukin-12 mRNA, where the cell membrane coated could help the nanoparticles cross the BBB and eventually enter into GBM cells. Besides, Calcium carbonate nanoparticles release carbon dioxide gas in the tumor microenvironment, which can induce immunogenic necrosis under the ultrasonic cavitation, thereby activate the immune response. Finally combined with the translated interleukin-12 to enhance the immunotherapeutic effect of GBM. Altogether, our study will help explore the feasibility of ultrasonic cavitation-immune combination therapy by using ultrasound induced immunogenic necrosis and nucleic acid drugs. Eventually into clinical research.
恶性胶质瘤作为最具侵袭性的脑部肿瘤,由于血脑屏障的存在,具有预后差、易复发、死亡率高等特点。激活免疫系统并联合使用核酸药物,因其良好的治疗效果,成为了恶性胶质瘤治疗的新热点。本项目计划设计细胞膜包被的碳酸钙纳米粒,用以递送编码白介素-12的mRNA。其中细胞膜包被可以帮助纳米粒穿越血脑屏障并最终进入恶性胶质瘤细胞,碳酸钙在肿瘤微环境中释放出二氧化碳气体,在超声空化作用下诱导免疫原性坏死,激活免疫应答,最终与翻译出的白介素-12协同增强恶性胶质瘤的免疫治疗效果。. 依托本基金,我们顺利制备了装载mRNA的碳酸钙(mRNA@CaCO3)纳米粒,并用环状多肽(cRGD)修饰的细胞膜进行包被,得到了最终的环状多肽嵌入型膜包被CaCO3纳米粒。透射电镜和元素分析表明,所制备的CaCO3纳米粒粒径约在100 nm,并具有明显的膜包被核壳结构特征,膜包被厚度约为8 nm。此外,所制备的膜包被CaCO3纳米粒具有良好的mRNA包封效率和酸敏感特性。体外实验结果表明,膜包被CaCO3纳米粒可以有效将mRNA递送至恶性胶质瘤细胞中。联合超声辐照可以显著诱导免疫原性坏死,进而大量释放损伤相关分子模式,最终可诱导近50%的骨髓来源树突细胞(BMDC)成熟。细胞毒性实验证实,所制备的CaCO3纳米粒联合超声辐照展现出了强大的细胞毒性,能够杀死近70%的恶性胶质瘤细胞。体内分布实验结果表明,恶性胶质瘤细胞膜包被有助于脑肿瘤的靶向,而cRGD的修饰可以进一步增强靶向能力。小鼠胶质瘤模型结果证明,制备纳米粒联合超声辐照能够诱导产生大量的IL-12、IFN-γ及CD8+ T细胞,从而发挥良好的体内抗肿瘤效果. 本项目证实,膜修饰碳酸钙纳米粒能够为脑肿瘤的超声-免疫协同治疗提供有效的平台。
国内基金
海外基金