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根据在小鼠模型上进行的早期实验，研究人员开发出了一种黑色素增强癌症免疫治疗技术，该技术也可以作为疫苗使用。这项技术是通过透皮贴剂应用的。
“黑色素是一种天然色素，可以有效地将吸收的阳光能量转化为热能，”一篇关于这项工作的论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校联合生物医学工程项目的副教授Gu Zhen说。“我们证明黑色素，在黑色素瘤中发现的高水平，实际上可以用来帮助治疗黑色素瘤。我们通过用近红外(IR)光照射治疗性皮肤贴片来实现这一点，这可以促进全身免疫反应，从而对抗癌症。”
“有大量的免疫细胞在皮肤上,这里的基本概念是训练人体的免疫系统有效应对黑色素瘤细胞的存在——这可能限制发展中肿瘤的可能性,帮助身体抵御肿瘤已经确立,“焉耆你们说该研究的主要作者和联合生物医学工程项目的博士生。
这项新技术从裂解液开始，裂解液是一种由破裂的黑色素瘤细胞组成的肿瘤泥。裂解液用于填充微针阵列，嵌入聚合透皮贴剂中。就其本身而言，裂解液是无活性和无害的。但当贴片贴在人体最大的免疫器官皮肤上时，免疫系统知道，无论裂解物是什么，它都不应该在那里。这就触发了免疫反应，这个反应让免疫系统“记住”黑素瘤的裂解液，提高了它再次遇到黑素瘤时的反应时间和效率。
因为黑色素瘤含有高浓度的黑色素，所以充满裂解液的微针颜色相当深。他们吸收光线。研究人员在他们的新技术中利用了这一点，用近红外光线照射透皮贴片。然后，微针中的黑色素会大量吸收光线，迅速提高贴片所在皮肤的温度。
局部的热量在皮肤中引起类似发烧的环境，并促进微针裂解液的释放，有效地吸引和激活免疫细胞。升高的温度也有助于局部增加的血液和淋巴流，促进免疫细胞的迁移。这种增强的免疫反应增强了身体记忆和反应裂解液的能力，更好地抵御黑素瘤的侵袭。
为了测试贴片作为疫苗的潜力，研究人员使用了三组小鼠:一组小鼠使用贴片并暴露在红外线下;一组得到了贴片，但没有暴露在红外光下;其中一组得到了一块空白的斑块。老鼠贴了5天的贴片。贴片贴敷10天后，老鼠被注射活性黑色素瘤细胞。
一个月内，所有接受空贴片的小鼠都死于黑色素瘤。在没有近红外光照射的情况下，裂解液本身提供了很少的保护:只有13%的老鼠存活下来。与此同时，接受裂解液贴片和红外线照射的小鼠在两个月后100%存活，其中87%没有肿瘤。
为了进一步测试贴片的治疗性能，研究人员进行了类似的实验。除了这一次，所有的老鼠都已经长出了两个肿瘤——一个在身体的两侧。贴片被放置在他们身体左侧的肿瘤上。
接受裂解液贴片和红外光照射的小鼠，两种肿瘤的体积都显著减少，尽管左边的肿瘤(贴片直接下方的肿瘤)收缩得更厉害。在没有红外线照射的情况下，这种贴片本身限制了肿瘤的生长，特别是在左侧，但并没有根除肿瘤。
北卡罗来纳大学医学院教授、该研究的合著者Gianpietro Dotti说:“这表明该技术在靶向癌症转移和原发性肿瘤方面有潜力。”
然后，研究人员用另外两种癌症的裂解液进行了类似的实验，这两种癌症分别是乳腺癌和黑色素含量有限的第二种黑色素瘤。在这两种情况下，研究人员都在裂解液中添加了黑色素，使其更容易吸收光线。结果与第一种形式的黑色素瘤相似:在近红外光照射下使用贴片获得了最有希望的结果。
“这些结果令人鼓舞，但我们还处于发展的早期阶段，”顾说。“下一步将是一项大型动物研究，以进一步评估这项技术的安全性和有效性。虽然现在估计成本还为时过早，但我们认为，这种治疗可以扩大规模，而且是负担得起的。”
纸”,黑色素介导的癌症免疫治疗贴片发表在杂志上科学免疫学．除了顾和叶，论文由联合生物医学工程项目的王超、张旭东、胡全银、张玉琦、刘琦、文迪和Joshua Milligan共同撰写;阿德里亚诺·贝洛蒂(Adriano Bellotti)曾是生物医学工程项目的本科生，现在在北卡罗来纳大学医学院(University of North Carolina School of Medicine);以及北卡罗来纳大学埃谢尔曼药学院的黄叶(Leaf Huang)。
这项工作在NC TraCS的支持下完成，NC TraCS是美国国立卫生研究院在北卡罗来纳大学教堂山分校的临床和转化科学奖，批准号为1UL1TR001111;阿尔弗雷德·p·斯隆基金会的斯隆研究奖学金;以及北卡罗来纳大学癌症中心的试点拨款。
希普曼-
编辑:研究摘要如下。
“黑色素介导的癌症免疫治疗贴片”
作者:叶艳琪，王超，张旭东，胡全银，张玉琪，刘琦，文迪，Joshua Milligan，黄叶和顾真，北卡罗莱纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校联合生物医学工程项目;北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学医学院联合生物医学工程项目Adriano Bellotti;以及北卡罗来纳大学教堂山分校的Gianpietro Dotti
发表: 11月10日,科学免疫学
DOI: 10.1126 / sciimmunol.aan5692
文摘:黑色素能够将吸收的99.9%的阳光能量转化为热量，降低患皮肤癌的风险。我们在这里开发了一种黑色素介导的癌症免疫治疗策略，通过透皮微针阵列贴片。含有黑色素的B16F10全肿瘤裂解液被加载到聚合微针中，允许裂解液在插入皮肤时持续释放。与近红外光照射相结合，贴片中的黑色素介导了热量的产生，进一步促进了树突状细胞对肿瘤抗原的吸收，从而增强了抗肿瘤疫苗的接种。我们发现时空光响应免疫治疗增加了极化T细胞的浸润和局部细胞因子的释放。这些免疫效应增加了小鼠在肿瘤侵袭后的存活率，并对已确定的原发肿瘤和远处肿瘤产生了抗肿瘤作用。总的来说，黑色素产生局部热量，通过透皮疫苗增强T细胞活性，并促进抗肿瘤免疫反应。
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