基于肿瘤相关糖抗原和核酸免疫佐剂的纳米大分子组装体研究

Self-assembled nanomaterials have significant advantage in the regulation of material structure and performance. Due to the self-assembly of nanomaterials research has made significant progress in the field of biomedical research, such as small molecular drug delivery, gene loading and controlled release, the utilization of macromolecular self-assembled nanomaterials for tumor immunotherapy will have considerable significance. Therefore, this study proposes to prepare nanoparticles with anti-tumor property by using tumor-associated carbohydrate Tn antigen, nucleic acid adjuvant CpG ODN and polyethylenimine (PEI) vector based on macromolecular self-assembly system. This design enables the CpG-PEI nanoparticles to play dual function of both carrier and immune adjuvant, and also give full play to the immune activation of Tn antigen. This study aim at design and prepare a novel, multivalent, multi-component, multi-functional self-assembled nanomaterials with potential anti-tumor property. Subsequent study is focus on immunological assessment of this nanomaterial, which provides experimental data for clinical study. This study will inspire new ideas and new strategies for the design and development of therapeutic tumor vaccine.

通过大分子自组装构筑的纳米材料，在结构调控与功能开发等方面引起了科学界的广泛兴趣。鉴于自组装纳米材料在小分子药物传递、基因装载与控释等生物医学研究领域中取得的重要进展，利用大分子组装体制备面向肿瘤免疫治疗的新型纳米材料的研究，将具有重要的研究价值和广阔的应用前景。因此，本研究提出利用大分子自组装体系，将肿瘤相关的Tn糖抗原、核酸佐剂CpG ODN和聚乙烯亚胺（PEI）载体，联合应用于抗肿瘤纳米粒子的制备。这一设计能使CpG-PEI自组装纳米粒子发挥载体和免疫佐剂的双重功能，并充分发挥Tn抗原的免疫激活能力，从而制备多价、多组分、多功能的新型抗肿瘤自组装纳米材料。本研究将利用免疫学实验对纳米材料的抗肿瘤效应进行评估，以期为该纳米材料最终应用于临床治疗提供实验基础。本项目将会为治疗性肿瘤疫苗的设计和开发，启发新思路、提供新策略，并将从理论和实践上加深对肿瘤免疫治疗的认识和理解。

大分子自组装不仅是化学领域构建功能材料的重要手段，也是构成复杂生命体的基本驱动力。生物大分子自发地组装为多样化形貌和功能的纳米或微米组装体，并有序地组合以共同维系了庞大而复杂生命体的运转。以糖缀合物形式存在的糖类是参与构成生物组装体的重要成分，并与其他生物大分子共同调节生命过程，而对生命体中含糖组装体功能的探索也是生命科学中最前沿的研究方向。目前的研究表明，糖类与肿瘤和免疫系统存在密切的关系，其一是免疫系统表达大量识别糖类的凝集素受体，广泛参与免疫识别和免疫应答等诸多防御过程；其二是肿瘤细胞在癌变过程中，糖缀合物的合成通路受到突变基因的调控，产生变异的糖缀合物，可以作为肿瘤诊断和治疗的靶点。因此，利用自组装手段构建模拟生物结构的含糖材料，以用于肿瘤的免疫治疗成为重要的研究方向。鉴于本课题组在大分子自组装领域的研究基础，我们结合糖生物学、肿瘤生物学和免疫学，利用两亲性糖聚合物、糖肽、糖脂等含糖大分子构建了多种含糖组装体，致力于推动含糖组装体在肿瘤免疫治疗中的应用。