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Nano Res.[生物]│中国科学院化学研究所王春儒、甄明明:靶向肿瘤相关巨噬细胞的富勒烯纳米免疫调节剂实现高效的肿瘤免疫治疗

本篇文章版权为王春儒课题组所有,未经授权禁止转载。

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背景介绍


肿瘤免疫疗法已广泛应用于各种癌症的治疗,但受免疫抑制肿瘤微环境的限制,治疗效果较差,且可能诱发全身及多器官的不良反应。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是肿瘤微环境中分布最广泛的免疫细胞。一般来说,TAMs分为具有抗肿瘤作用的M1巨噬细胞和促进肿瘤细胞发生和转移M2巨噬细胞。然而,现有的调节TAMs的治疗方法存在许多缺点,如容易产生过度调节造成全身炎症反应等。因此,目前仍缺乏更有效和安全的策略来精准调控TAMs。富勒烯纳米材料具有良好的生物相容性和免疫调节特性,在肿瘤免疫治疗中具有潜在的应用价值。


成果简介


在本工作中,中国科学院化学研究所王春儒课题组利用Prato反应合成了二羧基富勒烯分子,并与甘露糖共价键合,报道了一种具有明确结构的甘露糖修饰的二羧基富勒烯衍生物(DCFM)。DCFM作为一种靶向型免疫调节剂可以选择性地极化TAMs,显著增强抗肿瘤免疫。实验结果表明,甘露糖的修饰能显著促进免疫抑制型的M2巨噬细胞对DCFM的摄取,有效地将M2巨噬细胞极化为抗肿瘤的M1巨噬细胞,从而增强巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用,抑制肿瘤细胞的迁移。荧光成像表明,DCFM可以明显富集到肿瘤组织中,从而使DCFM在皮下肿瘤模型中表现出优越的抗肿瘤效率。此外,DCFM能显著增加细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)在肿瘤组织中的浸润,对肿瘤的生长具有长效的抑制作用。


图文导读


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图1 DCFM的合成与表征。(a)DCFM的合成。(b)DCFM的MALDI-TOF-MS。(c)DCFM的FT-IR。


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图2 DCFM在小鼠体内的分布。(a)荷瘤小鼠体内荧光成像。(b)小鼠主要器官和肿瘤的红外荧光成像。


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图3 DCFM对小鼠CT-26结肠癌细胞皮下接种BALB/c小鼠的抗肿瘤作用。(a)CT-26皮下肿瘤模型及治疗示意图。(b)荷瘤小鼠体重及肿瘤体积。(c)第12天采集的肿瘤照片。(d)肿瘤重量。(e)治疗后肿瘤的H&E染色图像。


作者简介


通讯作者简介:

王春儒,中国科学院化学研究所研究员,博士生导师,国家杰出青年基金获得者,科技部重大科学研究计划首席科学家。1985年毕业于内蒙古大学物理系,同年考入中科院大连化物所攻读硕士和博士学位;1992年在中科院大连化物所获博士学位后,在厦门大学化学系从事博士后研究,出站后任副教授;1995年5月至2001年1月,在香港大学、日本名古屋大学和德国德累斯顿固体研究所先后做博士后和客座研究员,2002年1月回国加入中科院化学所,并于同年获得国家自然科学基金委杰出青年基金资助。2006年获得政府特殊津贴,2007年入选“新世纪百千万人才工程国家级人选”。主要研究方向为富勒烯和金属富勒烯的基础与产业化应用研究。近年来在包括Nat. Commun., Sci. Adv., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed. Adv. Mater.等杂志上发表文章300多篇,获得授权发明专利80余项,同行引用10000余次。


甄明明,中国科学院化学研究所副研究员,中国科学院青年创新促进会会员。2009年本科毕业于吉林大学化学学院。2014年在中国科学院化学研究所获得理学博士学位。2014年在中国科学院化学研究所任助理研究员,2018年任副研究员。曾获中科院北京分院科技成果转化二等奖等奖励。长期从事于富勒烯碳纳米材料的生物医学应用研究。承担国家自然科学基金重大研发计划--培育项目、国家自然科学基金青年科学基金项目、面上项目等。以第一作者和通讯作者在Sci. Adv., ACS Nano, Adv. Sci., Nano Today等杂志上共发表文章30余篇,获得授权发明专利20余项。


第一作者简介:

王昊宇,本文第一作者,本科毕业于中国海洋大学,现为中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室博士研究生,主要研究方向为富勒烯纳米材料的制备及在肿瘤免疫治疗中的应用研究。


文章信息


Wang H, Li L, Cao X, et al. Application of mannose-modified fullerene immunomodulator selectively polarizes tumor-associated macrophages potentiating antitumor immunity. Nano Research, 2023, 16(11): 12855-12863. https://doi.org/10.1007/s12274-023-6266-x.


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