一种循环激活免疫功能的方法与调控平台

本申请涉及肿瘤免疫治疗与生物医学工程，尤其涉及一种循环激活免疫功能的力学方法与调控平台。

背景技术：

1、免疫疗法作为肿瘤治疗领域的重要突破，依赖于对免疫细胞生化信号通路的干预，以激活机体的内源性抗肿瘤能力。然而，由于固有的肿瘤异质性及免疫抑制性肿瘤微环境的存在，传统以化学药物或抗体为主的免疫干预手段在信号调控精准性、作用持续性及靶向深度等方面均存在明显局限。特别是在实体瘤治疗中，当前免疫策略响应率有限，迫切需要开发更为精确、可控的新型免疫调控方式。

2、近年来研究发现，免疫细胞不仅具有生化反应特性，还具备良好的力学感应能力，能够响应机械刺激调节自身行为和功能。这一发现为突破传统免疫调控手段提供了新的物理调控路径。此外，细胞器亦被证实为机械信号的重要感受器与放大器。作为细胞内生化信号枢纽，溶酶体在能量代谢、信号转导等方面具有多重功能，同时也能感知膜变形、腔内流体剪切等力学变化，从而精确介导下游信号激活。然而，尽管细胞器层级的力学调控概念逐渐被提出，当前仍缺乏成熟的可控输出机械应力于特定胞内位点的技术手段，使得溶酶体这一精密力学感应结构尚未被充分利用于免疫功能调节。同时，如何实现“温和、可逆”的膜通透性变化以避免细胞不可逆损伤，并明确该过程所需的力学阈值，亦为未被解决的关键科学问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请的目的是提供一种循环激活免疫功能的方法与调控平台，可以通过调控磁响应纳米马达在免疫细胞内的运动行为，诱导溶酶体膜发生可逆性通透性变化，从而实现对细胞内生化信号通路的可控循环激活，进一步驱动免疫细胞表型重塑并持续增强其抗肿瘤应答能力。

2、本申请公开了一种循环激活免疫功能的方法，包括以下步骤：

3、(a)将含磁响应纳米马达的组合物递送至免疫细胞的细胞器内；

4、(b)对所述免疫细胞施加具有预设频率和磁场强度参数的可编程旋转磁场，以驱动所述磁响应纳米马达旋转并产生局部剪切力，诱导所述细胞器的膜发生可逆性通透性变化；

5、(c)激活免疫相关信号通路，促使所述免疫细胞由抑制型表型转变为活化型表型；

6、(d)周期性重复步骤(b)-(c)，实现所述免疫相关信号通路的循环激活，并维持所述免疫细胞的活化表型状态。

7、在另一优选例中，所述的免疫细胞是巨噬细胞。

8、在另一优选例中，所述磁响应纳米马达在所述磁场的作用下实现自组装。

9、在另一优选例中，所述磁响应纳米马达在递送至所述细胞器内之后或之前进行自组装。在另一优选例中，所述可编程旋转磁场的频率为0.2hz-5hz；较佳地，所述可编程旋转磁场的频率为0.8hz-2 hz。

10、在另一优选例中，所述可编程旋转磁场的磁场强度为10mt-800mt；较佳地，所述可编程旋转磁场的磁场强度为20mt-500mt；更佳地，所述可编程旋转磁场的磁场强度为260mt。

11、在另一优选例中，所述局部剪切力为0.4pa-3 pa；较佳地，所述步骤(b)中产生的所述局部剪切力为0.8pa-2 pa。

12、在另一优选例中，所述激活免疫相关信号通路包括：

13、在进行所述的步骤(a)前，对所述的免疫细胞额外给予细胞因子，从而使其极化为m2型；

14、在所述的步骤(c)中，所述细胞器的膜损伤位点特异性招募凝集素类蛋白至所述细胞器的膜表面；

15、募集并激活下游代谢感应通路和免疫炎症通路。

16、在另一优选例中，所述细胞器的膜损伤位点特异性招募galectin-9，并依次激活ampk磷酸化与nf-κb信号级联放大。

17、在另一优选例中，所述激活免疫相关信号通路引发所述免疫细胞糖酵解通路相关代谢物上调，并伴随氧化磷酸化通路相关代谢物下调。

18、在另一优选例中，所述周期性重复步骤(b)包括采用脉冲式旋转磁场，单次磁场作用持续10分钟-30分钟，间隔时间为30分钟-1440分钟。

19、在另一优选例中，所述免疫细胞包括巨噬细胞、树突状细胞、t细胞或自然杀伤细胞中的一种或多种；较佳地，所述免疫细胞为巨噬细胞。

20、在另一优选例中，所述细胞器为溶酶体。

21、本申请还公开了一种循环激活免疫功能的调控平台，所述平台包括：

22、磁响应组件，包括能够被免疫细胞吞噬并定位于细胞器内的磁响应纳米马达组合物；

23、磁场驱动组件，在预设频率和磁场强度参数下产生旋转磁场，以驱动所述磁响应纳米马达在所述细胞器内旋转并产生局部剪切力；以及

24、控制组件，与所述磁场驱动组件电联接，被配置为按照预设脉冲程序周期性启停所述旋转磁场，以循环激活所述免疫细胞的免疫相关信号通路，促使所述免疫细胞由抑制型表型转变为活化型表型；

25、其中，所述调控平台被配置为实施如前文描述的方法。

26、在另一优选例中，所述磁场驱动组件包括：

27、承载永磁体的旋转转子；

28、用于驱动所述旋转转子以产生旋转磁场的电机。

29、在另一优选例中，还包括磁场模拟组件，所述磁场模拟组件包括线圈组，所述线圈组与高分辨率显微镜组装使用，所述线圈组用于在通过所述显微镜观察记录所述免疫细胞内所述磁响应纳米马达运动行为时模拟旋转永磁体的作用条件。

30、在另一优选例中，所述永磁体为钕铁硼、钐钴、铝镍钴或硬磁铁氧体中的一种或几种；较佳地，所述永磁体为钕铁硼。

31、在另一优选例中，两块所述永磁体对置布置。

32、在本申请的实施方式中，利用磁响应纳米马达和旋转磁场组合形成的动态微磁力调控平台，实现对免疫细胞功能的可编程激活，使磁响应纳米马达在旋转磁场作用下可在免疫细胞内产生稳定的微尺度剪切力，诱导溶酶体膜发生可逆性通透性变化，激活关键免疫信号通路，从而实现细胞表型的可控再极化及信号通路的循环激活，维持免疫细胞的持续活化状态，本申请突破了传统免疫激活手段依赖单向刺激或化学调控的局限，具备编程性、可逆性与高安全性的优点，展现出在肿瘤免疫治疗中的广泛应用前景。

1.一种循环激活免疫功能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可编程旋转磁场的频率为0.2hz-5hz；较佳地，所述可编程旋转磁场的频率为0.8hz-2 hz。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可编程旋转磁场的磁场强度为10mt-800mt；较佳地，所述可编程旋转磁场的磁场强度为20mt-500mt；更佳地，所述可编程旋转磁场的磁场强度为260mt。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述局部剪切力为0.4pa-3 pa；较佳地，所述步骤(b)中产生的所述局部剪切力为0.8pa-2 pa。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激活免疫相关信号通路包括：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述周期性重复步骤(b)包括采用脉冲式旋转磁场，单次磁场作用持续10分钟-30分钟，间隔时间为30分钟-1440分钟。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述免疫细胞包括巨噬细胞、树突状细胞、t细胞或自然杀伤细胞中的一种或多种；较佳地，所述免疫细胞为巨噬细胞。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述细胞器为溶酶体。

9.一种循环激活免疫功能的调控平台，其特征在于，所述平台包括：

10.如权利要求9所述的调控平台，其特征在于，所述磁场驱动组件包括：