化疗耐药是癌症治疗中最关键的挑战之一。化疗耐药的发生和发展与肿瘤免疫微环境（TIME）密切相关。肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是浸润到 TIME 的数量最多的免疫抑制细胞，在肿瘤的发展、侵袭、迁移和化疗耐药中起着关键的作用。靶向 TAMs 的治疗可能通过逆转免疫抑制的肿瘤微环境来提高化疗药物的抗癌活性。海洋活性多糖已被广泛推荐作为增强健康和管理疾病的补充剂。本文以TAMs 为研究对象，研究了海洋活性多糖调节 TAMs 分化的作用和分子机制；进一步，我们以具有肿瘤免疫调控作用的海洋活性多糖为基础，构建了靶向递送具有抗癌活性 miRNA 的磁性纳米递药系统，并对该纳米递药系统进行了表征和体内外抗肿瘤活性研究。主要研究结果如下：
1. 低分子量褐藻多糖硫酸酯（LF2）可直接调节单核巨噬细胞向 CD86+ M1表型的分化。LF2 显著上调 M1 巨噬细胞特异性细胞因子的表达，包括 iNOS、IL-6、TNFα 和 IL-12。Western Blot 的结果表明，LF2 通过激活 TLR4 下游的 IκB-NFκB 和 MAPKp38 通路调控巨噬细胞表型转化。此外，我们观察到 LF2 通过将巨噬细胞转移到杀伤肿瘤的 M1 表型，影响了 4 株胰腺癌细胞（SW1990、MIAPaCa-2、ASPC-1、PANC-1）的生存，并增强了化疗药物奥沙利铂（Oxaliplatin，OXA）的促凋亡活性。同时，LF2 增加了荷瘤小鼠瘤组织内 M1 巨噬细胞浸润，改善了免疫抑制的肿瘤微环境，进而增强了 OXA 体内抗胰导管腺癌（Pancreaticductal adenocarcinoma，PDAC）活性。
2. MSGA 是从海胆（Strongylocentyotus internedius）中分离得到的一种高分子量、高分支化的糖原。我们发现 MSGA 促进巨噬细胞表达 iNOS、IL-6、TNFα和 IL-12，并触发巨噬细胞向 CD86+ M1 表型分化。MSGA 诱导的 M1 巨噬细胞降低了 PDAC 细胞的活力，诱导 PDAC 细胞凋亡。此外，MSGA 极化的 M1 巨噬细胞增强了吉西他滨（Gemcitabine，GEM）的促凋亡活性。在机制上，MSGA通过激活 JAK3-STAT1 信号通路和抑制 STAT3 激活将巨噬细胞转化为 M1 表型。
3. 海带（Saccharina japonica）来源的褐藻多糖硫酸酯（FPS1M）具有增强肿瘤免疫的活性。FPS1M 能诱导单核巨噬细胞向 CD86+ M1 表型分化，并且这种转化在体内外均能促进结肠癌细胞（HCT116 细胞和 RKO 细胞）凋亡。TNFα是 FPS1M 诱导的 M1 巨噬细胞杀伤肿瘤活性的关键介质。对其机制进行研究发现，FPS1M 作为 TLR4 的激动剂，通过激活 TLR4 介导的 PI3K-AKT-mTOR 信号轴，促进巨噬细胞糖酵解，调节巨噬细胞向 M1 表型分化。FPS1M 通过增加肿瘤组织中 CD86+ M1 巨噬细胞的浸润，改善了免疫抑制的肿瘤微环境，提高了结肠癌（Colorectal cancer，CRC）对化疗药物卡培他滨（Capecitabine，CAPE）的敏感性。此外，FPS1M 在一定程度上缓解了 CAPE 引起的体重降低和肝脏损伤。
4. 通过层层自组装的方法，成功构建了以 FPS1M 为基础的，靶向递送具有抗肿瘤活性微小 RNA（MicroRNA）的 Fe3O4磁性纳米递药系统（Fuc@miR NPs）。该纳米颗粒递送的 MicroRNA 经过 5-氟尿嘧啶（5-FU）修饰，表现出更显著的抗肿瘤活性。Fuc@miR NPs 的粒径为 143.6 nm，Zeta 电位为- 33.1 mV。Fuc@miRNPs 为稳定存在的溶液体系。体外实验表明，Fuc@miR NPs 能成功地被摄取至巨噬细胞和癌细胞内，并将活性组分（miR-15a 和 5-FU）释放出来。在体外，Fuc@miR NPs 发挥显著的抗胰腺癌活性，并促进 TAMs 极化为具有杀瘤活性的M1 表型。经尾静脉注射 Fuc@miR NPs 至荷瘤小鼠体内，Fuc@miR NPs 能经磁导向在瘤内富集，显著的降低了荷瘤小鼠的瘤体积和瘤重量，并改善了免疫抑制的肿瘤微环境。Fuc@miR NPs 是一个“一箭三雕”的靶向纳米递药系统。miR-15a 可以通过靶向抑制致癌基因 YAP-1 和 Bcl-2 抑制肿瘤的发展；5-FU 表现为直接的细胞毒性；FPS1M 通过重编程 TAMs 为 M1 表型改善免疫抑制的肿瘤微环境。该纳米递药体系的设计有望实现肿瘤的系统化治疗。