基于双效阻断VEGF作用的纳米递药系统对激活树突状细胞介导免疫应答的抗肿瘤研究

VEGF promotes angiogenesis and inhibits dendritic cell (DC) maturation. Inhibiting the VEGF pathway can not only normalize tumor vessel but also activate the immune response mediated by DCs. Thus, there is an urgent need to strengthen the anti-VEGF effect. To achieve this aim, the combination of preventing VEGF-VEGFR binding and endogenous VEGF secretion is an effective treatment. Herein, heparin mimetic peptides (HM-peptide) were modified onto the surface of PEI-PBA/siRNA via electrostatic binding to construct HM/PEI-PBA/siRNA. According to the design features, we propose that upon arrival at the tumor tissue, HM-peptide will be inclined to binding with VEGF to prevent VEGF-VEGFR interaction, resulting in the detachment of HM-peptide and exposure of PEI-PBA/siRNA. After endocytosis of PEI-PBA with the VEGF-targeted siRNA, the VEGF expression will be silenced in tumor cells and the secretion of endogenous VEGF will be decreased. In this work, we will investigate the anti-tumor effect, anti-angiogensis activity and immune responses in vivo and in vitro after anti-VEGF therapy. The underlying molecular mechanism will also be researched. This study will open a new avenue for enhancing cancer immunotherapy combined with anti-angiogenic treatment.

VEGF可促血管新生,抑制树突状细胞(DC)成熟。阻断VEGF表达有助于实现肿瘤血管正常化,激活DC介导的免疫应答。针对肿瘤组织存在VEGF旁分泌和自分泌的交互作用,本项目提出"采用肝素模拟肽(HM-peptide)与细胞外已产生的游离VEGF结合,阻断VEGF旁分泌通路;同时利用siRNA干扰肿瘤细胞自分泌,抑制VEGF表达,实现双效阻断VEGF生物效应"的科学假说。拟构建以PEI-PBA/siRNA为“内核”,外层静电吸附HM-peptide的HM/PEI-PBA/siRNA纳米粒。HM-peptide胞外与过量VEGF结合后脱落,阻断VEGF与其受体作用;暴露出的PEI-PBA/siRNA在唾液酸受体介导下高效入胞并抑制VEGF表达和分泌。我们拟以免疫功能健全小鼠4T1乳腺癌为模型研究阻断VEGF与激活DC介导免疫应答的抗肿瘤作用及机制,为肿瘤血管正常化联合DC免疫治疗奠定基础。

VEGF可促血管新生，抑制树突状细胞(DC)成熟。阻断VEGF表达有助于实现肿瘤血管正常化，激活DC介导的免疫应答。针对肿瘤组织存在VEGF自分泌和旁分泌交互作用的特点，本项目构建了具有双效阻断VEGF作用的纳米药物。该纳米药物以内核负载siVEGF实现干扰肿瘤细胞的自分泌，抑制VEGF表达；外层静电吸附低分子肝素，利用其与细胞外已产生的游离VEGF结合，阻断VEGF旁分泌通路，从而实现双效阻断VEGF发挥生物效应。本项目对纳米药物的理化性质、递送机制、体内外药效学进行了研究，结果显示该纳米药物具有抗血管生成、诱导DC熟化及免疫调控作用。研究结果有助于揭示VEGF表达水平与DC介导免疫应答的关系，为肿瘤血管正常化联合DC免疫治疗奠定基础。此外，研究发现虽然单独使用低分子肝素的抗肿瘤效果有限，但低分子肝素具有抗血管生成效应和一定的免疫调控作用，在联合化疗药物使用时可以增强化疗药物的抗肿瘤作用效果。研究过程中，我们同时关注到分子影像技术为肿瘤的早期诊断、实时动态监测药物疗效与预后评估具有重要意义，因此，我们合成了一种可用于肿瘤MRI/PAI双模态成像的纳米探针，有助于实现成像引导下的肿瘤治疗和预后评估。综上所述，本项目研究结果对于明确以VEGF为靶点治疗与DC介导的免疫应答治疗恶性肿瘤方面具有重要意义，为抗VEGF与其他疗法联用实现多重调控肿瘤微环境奠定基础，也为利用分子影像技术指导下的药物疗效监测、抗肿瘤作用分子机制研究提供有力支撑。