肿瘤相关巨噬细胞靶向多功能氧化石墨烯纳米分子探针的构建及应用

Tumor-associated macrophage (TAM) plays essential roles in tumor invasion and metastasis, and contribute to drug resistance. Clinical evidence suggests that TAM levels are correlated with local tumor relapse, distant metastasis, and poor prognosis in patients. The important roles of TAMs in cancers suggest that it is important to develop novel therapies that target these cells. In addition, noninvasive imaging of macrophage infiltrates would be of great help in better understanding cancer progression and in the evaluation of cancer treatment efficacy. In this project, we propose to develop and evaluate in vitro and in vivo a TAM-targeted nano-graphen oxide probe with multiple functions for SPECT, near-infrared fluorescence imaging, and tumor-specific photodynamic therapy. This study would provide a novel approach for the noninvasive imaging of TAM in vivo, and for monitoring tumor responses to therapies. The probe developed in this study would also be promising for the effective and image-guided treatment of tumors by reversing resistance to conventional therapeutics.

肿瘤相关巨噬细胞（TAM）在肿瘤的侵袭、转移，以及药物耐受方面起着关键的作用。临床数据表明TAM的数量与患者的局部肿瘤复发、远端转移和差的预后呈明显相关性。TAM在肿瘤的关键作用提示以其为靶点将可能是一种有效的肿瘤治疗策略。另外，如果能够无创监测TAM的动态变化将为更好地评估肿瘤进展和评价疗效提供重要的技术手段。在本研究中，我们将设计构建一种TAM靶向的氧化石墨烯纳米分子探针，它具备核医学SPECT显像，近红外光学显像和肿瘤靶向光动力学治疗等多种功能。本研究将可能为在体无创监测TAM提供一种新型的技术手段。另外，本研究制备的新型纳米分子探针也将可能通过逆转肿瘤耐受而实现对肿瘤的精准治疗。

肿瘤的恶性化进展与肿瘤细胞生长所在的微环境密不可分。肿瘤相关巨噬细胞（TAM）作为肿瘤微环境的重要组成部分，通过分泌细胞因子和趋化因子等方式促进肿瘤细胞的增殖、浸润、侵袭和转移。以TAM为靶点是一种新型的肿瘤治疗策略，而对TAM进行无创、实时动态地监控对于观察肿瘤进展以及评价预后具有重要作用。本研究基于TAM靶向显像和治疗的迫切需求，拟探讨构建TAM靶向的多功能氧化石墨烯纳米分子探针，并研究其在TAM特异性显像诊断、靶向治疗，以及在逆转肿瘤治疗耐药性等方面的作用。在本项目的大力支持下，课题组完成了如下的研究工作：1）建立了TAM特异性显像方法，并通过TAM特异性显像实现了分子影像引导的基于纳米氧化石墨烯光动力学治疗与化疗联合的肿瘤精准治疗（Cancer Research. 2017；通讯作者）。2）建立了TAM特异性清除方法，通过对肿瘤微环境TAM的特异性清除实现了对肿瘤转移的有效抑制（Theranostics. 2017；通讯作者）。3）设计构建了肿瘤靶向的载有光敏剂的纳米氧化石墨烯分子探针。通过激活机体T细胞免疫，实现了对肿瘤复发的抑制和对微小转移灶的有效清除（ACS Nano. 2017；通讯作者）。4）在本项目经费的支持下，根据领域研究热点，拓展了研究工作内容，包括：活性氧疾病治疗纳米药物的在体分子影像学评价（Nature Communications. 2018；共同通讯作者）等工作。在本项目的大力支持下，课题组共发表申请人为通讯作者的标注课题号论文10篇，包括Cancer Research、Nature Communications、Journal of Nuclear Medicine、ACS Nano等领域权威杂志。