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摘要多糖与免疫细胞表面受体之间存在着相互作用，这种相互作用可以调节免疫细胞行为，激活免疫反应，对于抵抗病原体的入侵和抑制肿瘤的形成具有十分重要的作用。但是天然多糖的结构具有高度异质性的特点，这严重阻碍了人们进一步地研究多糖与受体相互作用的分子机制及其对免疫细胞行为的影响。而利用快速发展的可控自由基聚合技术，可以得到分子结构明确且可控的人工合成的含糖聚合物（也称为糖聚物）。因此，我们可以利用这些化学合成手段得到不同链长的糖聚物，研究糖聚物的链长对糖聚物与免疫细胞表面蛋白之间相互作用的影响、糖聚物的链长对由糖与蛋白相互作用驱动的免疫细胞行为的影响，以及含糖聚合物修饰到癌细胞表面后，其链长对免疫细胞行为的影响，即糖聚物的链长对癌细胞和免疫细胞之间相互作用的影响，为开发基于糖聚物的免疫治疗药物和免疫策略提供重要的理论基础。<br>　　基于上述思路，本论文围绕“不同链长含糖聚合物与免疫细胞表面受体的结合及其对免疫细胞行为的影响”的主题展开了系列工作。考虑到含糖聚合物在调控免疫细胞行为和激活免疫反应等方面的重要性，以及糖聚物的链长这一基本链结构对免疫细胞行为影响的基础研究的缺失，本论文从蛋白到细胞系统地研究了不同链长的糖聚物与免疫细胞表面蛋白的结合、不同链长的糖聚物对免疫细胞行为的影响以及不同链长的糖聚物修饰到癌细胞表面后对癌细胞与免疫细胞之间相互作用的影响。首先我们通过可逆加成一断裂链转移聚合(RAFT)的方法合成了不同链长的聚N-甲基丙烯酰葡萄糖胺，即pMAG糖聚物，通过实验和计算机模拟相结合研究了糖聚物链长对其与免疫细胞表面受体之间相互作用的影响。在此基础上，我们进一步研究了糖聚物链长对树突状细胞成熟和巨噬细胞极化、聚集行为的影响，为开发基于糖聚物的免疫治疗药物提供了理论基础。另外，我们利用细胞表面工程，将不同链长的糖聚物修饰到小鼠黑色素瘤细胞的表面，研究了糖聚物链长对癌细胞和免疫细胞之间相互作用的影响。然后我们还研究了糖聚物修饰的癌细胞对免疫细胞活化的促进作用以及对活体肿瘤生长的抑制效果，为肿瘤的免疫治疗策略提供了理论基础和新的思路。具体的研究内容如下:<br>　　（一）不同链长糖聚物的合成及其与免疫细胞表面受体的结合。我们以N-甲基丙烯酰葡萄糖胺(MAG)为单体，利用可逆加成.断裂链转移聚合（RAFT）的方法通过改变投料比得到了四种不同链长的pMAG糖聚物P1～P4。通过核磁氢谱、红外和体积排阻色谱(SEC)的测定证明了不同链长pMAG糖聚物的成功合成。石英晶体微天平(QCM)的测试结果证明在糖聚物质量相同时（可近似看作糖环总量相同时），短链的糖聚物(DP＜20)比长链的糖聚物(DP＞20)结合更多的DC-SIGN蛋白和TLR4-MD-2蛋白。分子对接模拟结果表明短链的糖聚物比长链的糖聚物与DC-SIGN和TLR4-MD-2的亲和力更强，短链的糖聚物链上配体位点的利用率更高。<br>　　（二）糖聚物链长对免疫细胞行为的影响。通过显微镜对树突状细胞(DC2.4)形态的观察证明糖聚物对树突状细胞成熟具有一定的促进作用且这种作用具有糖聚物浓度依赖性，流式细胞仪进一步对树突状细胞表面CD80和CD86共刺激分子表达量的检测结果证明当糖环总量相同时，短链的糖聚物比长链的糖聚物更有效地促进树突状细胞的成熟，这是因为短链的糖聚物上配体位点（可以与蛋白产生相互作用的化学基团）的利用率更高。我们将长链的糖聚物浓度提高使其有效的配体位点数量与短链的相同，发现它们促进树突状细胞成熟的效果相同。流式细胞仪对巨噬细胞(U937)表面CD86和CD206表达量的检测结果证明pMAG可以促进巨噬细胞向M2型极化，且同样具有浓度依赖性。当糖环总量相同时，短链的糖聚物促进巨噬细胞向M2方向极化的效果比长链的更好，这同样也是由于短链的糖聚物上配体位点的利用率比长链的更高。我们通过TAK-242抑制了巨噬细胞表面TLR4的表达，发现pMAG糖聚物促进U937细胞向M1型极化，说明pMAG对巨噬细胞极化的影响具有双向性。当pMAG与TLR4结合时促进巨噬细胞向M2型极化，当TLR4被抑制后，pMAG促进巨噬细胞向M1型极化。以上结果为开发基于糖聚物的免疫治疗药物提供了理论基础。<br>　　（三）不同链长糖聚物修饰的癌细胞与免疫细胞的相互作用以及糖聚物对免疫活化的增强作用。首先通过基因转染和G418筛选后得到稳定表达HTP的B16细胞系，HA免疫荧光染色结果证明表面稳定表达HTP的B16细胞系的成功构建。带有氯代烷烃的糖聚物p(MAG-co-biotin)和FITC-avidin孵育细胞后的荧光成像结果证明带有氯代烷烃的糖聚物可以成功地修饰到稳定表达HTP的B16细胞表面。进一步利用带有氯代烷烃的链转移剂合成不同链长的pMAG糖聚物，核磁氢谱、红外和SEC检测结果证明糖聚物的合成成功。活细胞动态成像与分析系统对不同链长糖聚物修饰的B16细胞与巨噬细胞(RAW264.7)之间的相互作用的监测结果证明修饰到癌细胞表面的糖聚物的链长需要达到一定的长度才能有效地促进癌细胞与免疫细胞的相互作用。我们将满足此长度的糖聚物以相同的质量浓度孵育癌细胞后，发现相对短链的糖聚物比相对长链的糖聚物更有效地促进癌细胞与免疫细胞的接触。流式细胞仪对RAW264.7细胞表面CD86和CD206表达量的检测证明，癌细胞表面修饰糖聚物可以促进免疫细胞的活化。在小鼠活体实验研究中，肿瘤体积的生长结果证明经60Co辐照灭活的糖聚物修饰的癌细胞注射到小鼠体内后可以增强活体免疫反应从而在一定程度上抑制肿瘤的生长，展现了糖聚物在肿瘤免疫治疗中的应用潜力，为肿瘤的免疫治疗提供了新的思路。