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國立清華大學 生醫工程與環境科學系 胡尚秀所指導 謝任濠的 具光熱免疫療法之巨噬細胞外泌體裝飾金/銀殼核三角奈米板結合檢查點阻斷劑應用於抑制轉移性腫瘤 (2019),提出3050 3060 PTT關鍵因素是什麼,來自於金銀合金納米粒子、光熱免疫療法、外泌體裝飾、免疫檢查點封鎖。

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具光熱免疫療法之巨噬細胞外泌體裝飾金/銀殼核三角奈米板結合檢查點阻斷劑應用於抑制轉移性腫瘤

為了解決3050 3060 PTT的問題,作者謝任濠 這樣論述:

根據世界衛生組織的數據,到2020年癌症相關死亡人數將增加到約1.5億。在90%的人類癌症相關死亡中,惡性轉移是主要原因。目前臨床上的主流療法,例如手術切除術,化學療法和放射療法,對於已經擴散和轉移的晚期癌症功效很有限,且對正常組織與細胞會造成附帶傷害,嚴重影響患者生活品質。許多研究顯示系統性激活免疫反應,在治療晚期或轉移性腫瘤方面有顯著效果。所以在本研究中我們將結合光熱消融(Photothermia ablation) 和免疫 (Immunotherapy) 的特性,合成出「高均一具尺寸優勢的三角Ag @ Au核/殼納米板」平台,並在外層裝飾巨噬細胞外泌體(Macrophage exoso

mes) ,以提高細胞的相容性和攝取量,並降低脫靶造成的毒性,及修飾「標靶性蛋白藥物爾必得舒 (Erbitux®)」,達到專一性標靶的目的。利用近紅外(NIR)照射以觸發由Ag @ Au納米板誘導的局部熱療,影響外泌體膜的滲透性,從而將包覆的治療性Ag @ Au納米板到標靶腫瘤區釋放,達到腫瘤穿透及治療效果。此外,等離子體貴金屬納米晶體的特徵,可以局部光熱療法(PTT)選擇性地消除腫瘤細胞,以產生腫瘤特異性抗原促進免疫。且治療性Ag @ Au納米板釋放的銀離子也可誘發免疫並協同免疫檢查點阻斷 (αPD-1),建構了用於惡性和轉移性腫瘤的強效且可行的治療策略。論文第一部分為巨噬細胞外泌體裝飾金/

銀殼核三角納米板的合成與特性研究。以Ag納米片為犧牲模板的典型合成中,經由聚乙烯吡咯烷酮(PVP ) 作為用於調節晶體生長尺寸的封端劑、四氯合金酸(HAuCl4)作為Au源,可得到多孔Au-Ag合金納米板。但Au元素的比例僅為25.39%,使其結構穩定度不高並有過量的細胞毒性。因此,我們採用亞硫酸鹽絡合物( Na2Au(SO3)2 )作為Au源可以快速增加Au / Ag比,從而產生具化學穩定性的三角形Ag @ Au核/殼納米板,其周圍的金元素比率提升為56.67%。使用超聲處理外泌體,並且修飾爾必得舒最終合成Ag @ Au @ Exo-Er約為90-120 nm,可以減少其在血液的流動中被單核

吞噬細胞系統清除的機會,同時增加腫瘤累積和癌症治療的效率。利用奈米粒子追蹤分析儀(Nanoparticle Tracking Analysis, NTA)分析外泌體的性質,得到平均大小約為88.5nm,透過不同時間點使用電子顯微鏡(TEM & EDS)、動態光散射(DLS)分析,觀察到外泌體逐漸凝結並裝飾Ag @ Au納米板的過程,且得知表面zeta電位為-18.3 mV,同時也確定金/銀三角納米板Ag的核心與分布周圍的Au元素輪廓。且使用凝膠電泳(SDS-PAGE)和西方墨點法專一性地檢測到Ag@Au@Exo上的外泌體蛋白質標記(CD63)。第二部分以CT-26 (小鼠結腸癌成纖維細胞) 做

為動物腫瘤模型。使用暗視野顯微鏡發現在不到2個小時Ag @ Au @ Exo-Er就有很明顯的細胞攝取,而12小時細胞累積的效果更大於Ag @ Au @ Exo組別。相較於單獨近紅外光生熱及單獨裝飾外泌體的組別,結合標靶性及光熱協同治療對於癌細胞的毒殺能力最佳。在流式細胞儀檢測CT-26腫瘤中T細胞浸潤比例,結果顯示給予光熱並結合αPD-1的組別可促使最佳免疫效果,數據分析cytotoxic T lymphocytes (CTLs) 達到6.52%,修飾標靶後更能提升至7.69%,而在單純Ag @ Au /αPD-1中,CTLs的百分比也增加到5.30%,顯然Ag @ Au釋放的銀離子可以誘導

免疫應答,並進一步與αPD-1協同治療癌症,同時我們也發現在淋巴結中CTLs達到23.26%的顯著提升;在老鼠皮下腫瘤模式中,有修飾Erbitux的Ag @ Au@Exo納米板,尾靜脈注射後1天至3天腫瘤累積率可高達58-65%,接著施加NIR誘導外泌體包覆的治療性Ag @ Au納米板釋放與穿透至腫瘤深部,同時光熱轉換溫度達攝氏 53 度以上。腫瘤切片免疫螢光成像上,協同αPD-1免疫檢查點阻斷的激光治療組在CTLs細胞的浸潤顯著強於其他組別,而在Ag @ Au /αPD-1組別,還存在許多CTLs,表明腫瘤組織中仍存在抗腫瘤免疫,與流式細胞儀檢測結果相應。平均腫瘤生長方面有效的抑制,且在28

天後皮下腫瘤已明顯消融。在治療組誘發記憶性免疫的成效,觀察到幾乎沒有肺轉移性腫瘤的產生,且沒有造成小鼠器官的傷害。故此光熱免疫協同αPD-1的標靶載體是一個有潛力的治療平台。