检索历史 清除

摘要具有可控的生物学活性的纳米微粒，可用于细胞和生物体的功能调控，并进一步用于相关疾病的治疗。巨噬细胞和树突状细胞表面甘露糖受体(MR)是识别并调控天然及适应性免疫的重要受体，有研究显示，MR的多价抗体可诱导巨噬细胞功能向M2型转变，表达炎症抑制因子，如IL-10和TGF-β1。但多价抗体制备困难，结构松散，稳定性差，难以进一步发展应用。而将MR的配体纳米化，形成结构稳定，配体集成度更高的工程化纳米微粒，理论上可具有更好的活性。魔芋多糖是一种植物来源的多糖，其基本结构是甘露糖残基，可被巨噬细胞表面的甘露糖受体特异性识别结合。<br>　　本文通过材料学的方法，将魔芋多糖制备为均一稳定的纳米化甘露糖，并筛选出一种诱导MR聚集具有M2型巨噬细胞免疫调节活性的纳米微粒KSiNP。通过使用共聚焦成像技术，RNA-Seq和体外细胞实验系统的证明了KSiNP能够调控MR的纳米聚集，有效极化巨噬细胞产生抗炎反应，具有炎症性疾病治疗的潜能。进一步研究表明，MR聚集是通过调控ERK通路激活IL-10的表达最终抑制炎症。通过结肠粘膜原位灌肠给药来调节TNBS肠炎小鼠结肠巨噬细胞的表型及功能，最终实现缓解小鼠肠炎症状的目的，为炎症性肠病治疗提供了新策略。<br>　　巨噬细胞在促进皮肤伤口愈合过程中发挥着重要作用。本文基于KSiNP介导的巨噬细胞MR受体纳米聚集，尝试研究KSiNP是否可以极化伤口巨噬细胞由炎性型转为再生修复型，从而加快伤口炎症期到增殖期这一愈合的限速过程。KSiNP的疗效评估主要是在健康和链脲佐菌素（Streptozocin，STZ）诱导的一型糖尿病小鼠皮肤伤口模型中实现。在小鼠皮肤全层切除模型中，KSiNP处理后的创面闭合率显著提高，胶原的生成显著增加，炎症反应降低，再生组织血管生成增加。进一步的研究发现，伤口巨噬细胞分泌的促伤口愈合因子，如TGF-β1，VEGF的表达量显著增高。其中TGF-β1能够活化成纤维细胞促进细胞外基质(extraeellularmatrix，ECM)的分泌，而肉芽组织的加速生长为表皮细胞的再生提供营养支持;同时VEGF又能刺激内皮细胞的增生，血管新生促进营养物质交换，加速皮肤伤口愈合。KSiNP通过激活伤口修复型巨噬细胞，抑制过度炎症并通过旁分泌的方式揭示了一种促进急慢性伤口愈合的新策略。<br>　　本文直接针对肥胖根源，提出需要发展一个单独的能量消耗器官来应对肥胖及相关代谢疾病。基于前文有关KSiNP调控巨噬细胞的免疫抑制作用以及SiO2高度吸附TGF-β1对成纤维细胞活性增强作用的研究基础，我们首先对KSiNP调控两种关键细胞的活性进行测试，分析并确认了活性材料KSiNP促进组织形成的机制及可能性。进一步将KSiNP结合在水凝胶支架上，作为组织发生的促发开关，在体内构建一个具有解偶联功能（含有UCP1过表达的A549细胞系）的“合成能量耗散器官”(SyntheticEnergyConsumptionOrgan，SECO)。SECO是一种“杂交组织”(hybridtissue，HT)，能够通过UCP1的解偶联作用增加机体的能量消耗。在HT中，KSiNP可以调控宿主巨噬细胞与其他基质细胞协同作用，形成免疫抑制再生微环境。进一步研究表明，这些内源细胞和异源A549细胞共同发育形成HT，其中内源细胞保护宿主免受排斥，而异源A549细胞通过UCP1表达提高能量消耗。在高脂饮食诱导(highfatdiet-induced，HFD)和ob/ob肥胖小鼠模型中，植入SECO可显著提高能量代谢，从而最终达到减轻体重和缓解肥胖相关病理状态的目的。<br>　　综上，本论文的研究不仅可制备获取一种具有巨噬细胞甘露糖受体聚集介导的抗炎免疫抑制功能的纳米微粒，用于炎症性疾病的治疗、促进皮肤急慢性伤口愈合以及功能组织的构建及应用，其系统性的研究还可明确纳米材料通过生物界面调控特定功能的作用机理，并提出受体聚集激活影响细胞功能的新机制。