金纳米颗粒表面疏水性调控及其免疫活性差异表达研究

先天性免疫细胞对病原体的非特异性识别与作用是维持机体自身生理平衡的重要过程,二者相互刺激引发的化学因子分泌可进一步激活获得性免疫,从而诱导免疫记忆产生,使机体得到长久保障。增强先天性免疫活性可促进机体对病原微生物识别、组织损伤修复、血脂运输及凋亡细胞清除等。此外,通过激活免疫系统增强免疫应答的治疗方案可有效抑制肿瘤生长,但强免疫活性诱导的细胞因子过度表达对正常组织会造成严重伤害,因此,免疫活性的调控对免疫治疗具有重要的研究价值。免疫表达的程度本质上取决于免疫细胞与免疫细胞界面或其他特定界面间的相互作用。金纳米颗粒由于其表界面易于调节以及肿瘤部位富集效应、生物相容性良好、制备方法简单、尺寸可控等优势成为了免疫活性研究的优秀载体。已有研究表明金纳米颗粒的粒径、电荷性、可降解性等因素都会影响其免疫活性,但表面疏水性由于可直接参与调控金纳米颗粒与免疫细胞受体的作用平衡而显得尤为关键。因此,在表界面化学水平研究并调控金纳米颗粒表面疏水性是实现免疫活性可控调节以及肿瘤免疫治疗的有效途径。已有研究通过有机合成的方法对金纳米颗粒表面修饰不同的疏水配体分子进行调控,由疏水程度引起的免疫活性强度虽然在一定程度上得到调控,但上述研究方法存在以下局限性:(1)没有考虑配体组装的导致的内部疏水性对表面疏水性的影响;(2)没有考虑非共价作用调控表面疏水性;(3)没有考虑不同GSKJ4小鼠部位对免疫活性的差异化需求,难以实现免疫活性在生物体病患部位与正常部位的差异化可控表达。针对当前在分子层面研究金纳米颗粒表面疏水性及免疫活性的局限性以及生物体病患组织与正常组织免疫活性差异化表达需求,本论文将以金纳米颗粒为载体,通过调控疏水基团内部烷基链的长度,研究了疏水基团内部疏水性的疏水程度对免疫因子分泌情况的调控;同时,通过设计合成了表面配体带正电荷的金纳米颗粒,通过静电作用结合不同的疏水化合物,研究了金纳米颗粒对不同疏水化合物的结合能力以及上述过程对金纳米颗粒表面疏水性和免疫因子分泌的调控;最后,基于肿瘤部位谷胱甘肽(GSH)的含量远高于正常部位的客观事实,研究了谷胱甘肽特异性调控肿瘤部位疏水程度和免疫因子分泌情况的调控。论文研究内容如下:1.通过设计合成不同结构的疏水基团,分别制备了四种不同配体修饰的金纳米颗粒。通过核磁共振氢谱,紫外-可见吸收光谱,热重分析仪,透射电镜对不同金纳米颗粒的结构和形貌进行了表征;通过研究不同金纳米颗粒与脂质体间的相互作用,验证了配体内部组装诱导的金纳米颗粒表面疏水性差异;进一步利用联酶免疫试bio-inspired sensor剂盒对不同金纳米颗粒诱导巨噬细胞免疫因子分泌情况进行了研究,结果表明配体内部烷基链的长度和免疫因子分泌量正相关,同时配体结构中酰胺键可调节烷基链间的组装形态,从而诱导巨噬细胞免疫因子分泌减少。以上结果证实了金纳米颗粒表面配体的内部疏水结构可实现对其免疫活性的调节。2.研究了正电性配体修饰的金纳米颗粒对不同疏水化合物的结合以及上述过程对免疫因子分泌情况的调节。首先合成了带正电荷配体修饰的金纳米颗粒,并通过核磁共振氢谱、紫外-可见吸收光谱、热重分析仪以及透射电镜对其结构和形貌进行了基础表征;其次,通过荧光光谱研究了金纳米颗粒对不同疏水化合物的结合能力;最后,利用联酶免疫试剂盒对结合不同疏水化合物的金纳米颗粒的免疫活性进行了研究,结果表明,在结合同样浓度疏水化合物的情况下,疏水化合物的疏水性越强,免疫细胞分泌的免疫因子越多。3.基于肿瘤部位的谷胱甘肽含量远高于其它正常组织的微环境特征,研究了谷胱甘肽对金纳米颗粒表面以及肿瘤部位疏水性的调控。利用荧光光谱研究BAY 73-4506纯度了带正电性的金纳米颗粒对谷胱甘肽的传感能力以及谷胱甘肽对金纳米颗粒内部不同疏水化合物的置换能力。结果表明,谷胱甘肽可诱导疏水化合物从金纳米颗粒表面释放并调节肿瘤部位疏水性及免疫活性,有望用于肿瘤免疫治疗。