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煙臺(tái)大學(xué)陳大全教授/長(zhǎng)春應(yīng)化所田華雨研究員:CD47KO/CRT雙生物工程細(xì)胞膜包被納米疫苗聯(lián)合抗PD-L1抗體增強(qiáng)腫瘤免疫治療
2022-10-14  來(lái)源:高分子科技

  腫瘤疫苗可以通過(guò)誘導(dǎo)抗腫瘤特異性免疫反應(yīng)促進(jìn)免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別和清除。近年來(lái),在臨床實(shí)踐中已經(jīng)取得了良好的進(jìn)展。患者的自體全腫瘤細(xì)胞抗原具有使樹(shù)突狀細(xì)胞(DCs)能夠處理并呈現(xiàn)大量腫瘤抗原的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),從而引發(fā)強(qiáng)大的多克隆T細(xì)胞反應(yīng),阻止腫瘤免疫逃逸。然而,腫瘤細(xì)胞通過(guò)高度表達(dá)下調(diào)其免疫原性的免疫抑制分子來(lái)逃避免疫監(jiān)視。因此,提高抗原呈遞細(xì)胞(APC)對(duì)整個(gè)腫瘤抗原的識(shí)別和攝取是其作為腫瘤疫苗應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。


  近日,煙臺(tái)大學(xué)陳大全教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所、廈門(mén)大學(xué)田華雨研究員團(tuán)隊(duì)在國(guó)際期刊《Bioactive MaterialsIF16.874上發(fā)表以“CD47KO/CRT dual-bioengineered cell membrane-coated nanovaccine combined with anti-PD-L1 antibody for boosting tumor immunotherapy”為題的研究論文(DOI10.1016/j.bioactmat.2022.09.017)。本研究設(shè)計(jì)了一種雙重生物工程工藝,巧妙地改變了腫瘤細(xì)胞膜表面的生物信號(hào),增強(qiáng)了腫瘤抗原的免疫原性,提高了DCs對(duì)納米疫苗的攝取,并與抗PD-L1抗體聯(lián)合使用,進(jìn)一步抑制腫瘤生長(zhǎng)和侵襲,為個(gè)性化腫瘤疫苗的開(kāi)發(fā)提供了新思路。


  本文報(bào)道了一種CD47KO/CRT雙生物工程B16F10癌細(xì)胞膜和未甲基化的胞嘧啶-磷酸-鳥(niǎo)嘌呤 (CpG) 佐劑構(gòu)建的納米疫苗;CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)在體外敲除CD47-sirp α 腫瘤吞噬檢查點(diǎn)。使用米托蒽醌體外誘導(dǎo)CD47基因敲除腫瘤細(xì)胞的ICD,從這些CD47KO/CRT雙重生物工程腫瘤細(xì)胞中提取表達(dá) “eat me” 信號(hào)的細(xì)胞膜。納米疫苗的核心由超支化的PEI25K構(gòu)成,該PEI25K通過(guò)靜電吸附裝載了未甲基化的CpG佐劑。通過(guò)物理擠出將CD47KO/CRT雙重生物工程腫瘤細(xì)胞膜涂覆在免疫佐劑納米顆粒 (PEI25k/CpG) 上,制備CD47KO/CRT雙重生物工程腫瘤細(xì)胞膜包衣納米粒(DBE@CCNPS),促進(jìn)小鼠骨髓來(lái)源樹(shù)突狀細(xì)胞(BMDCs)對(duì)抗原和佐劑的內(nèi)吞,有效地刺激APCs,從而刺激腫瘤特異性效應(yīng)CD8+T細(xì)胞,產(chǎn)生強(qiáng)大的抗腫瘤免疫反應(yīng)。

 

 1. CD47KO/CRT雙生物工程與抗PD-L1抗體聯(lián)合抗腫瘤治療策略


本文的創(chuàng)新點(diǎn)


  • 采用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)獲得CD47KO/CRT雙基因工程細(xì)胞。

  • 設(shè)計(jì)雙基因工程細(xì)胞膜,巧妙地改變了腫瘤細(xì)胞膜表面的生物信號(hào),增強(qiáng)了腫瘤抗原的免疫原性,并改善了DC對(duì)納米疫苗的攝取。

  • 利用CpG與超支化的PEI25K構(gòu)成納米疫苗核心,CpG是一種免疫佐劑,具有很強(qiáng)的免疫刺激能力。

  • 引入免疫檢查點(diǎn)抑制劑,促進(jìn)腫瘤免疫治療,并抑制腫瘤細(xì)胞免疫逃逸。


  研究表明,CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)成功對(duì)CD47基因敲除(圖2),并且由于雙基因工程腫瘤細(xì)胞膜的特性,雙基因工程腫瘤細(xì)胞膜納米?商岣BMDCs對(duì)其攝。▓D3)。其次,通過(guò)佐劑和抗原的不同組裝形式,對(duì)抗腫瘤效果產(chǎn)生影響(圖4。此外,納米疫苗可形成皮下腫瘤疫苗庫(kù),并能長(zhǎng)期激活APCs。納米顆粒從溶酶體中逸出從而引發(fā)CD8+抗腫瘤免疫應(yīng)答。通過(guò)對(duì)腫瘤的免疫細(xì)胞的分析,表明聯(lián)合治療組腫瘤微環(huán)境中活化的CD8+T細(xì)胞數(shù)明顯高于其他各組,表明聯(lián)合治療逆轉(zhuǎn)了免疫抑制微環(huán)境,當(dāng)與抗PD-L1抗體聯(lián)合使用時(shí),PD-L1被顯著抑制,浸潤(rùn)的T細(xì)胞可以保持其抗腫瘤活性,達(dá)到持續(xù)的抗腫瘤作用(圖5。 為后續(xù)雙重生物工程技術(shù)為個(gè)性化腫瘤疫苗的研制提供了新的思路。

 


2. 雙生物工程B16F10腫瘤細(xì)胞的鑒定及功能研究

 


3. DBE@CCNPS的理化鑒定和生物功能驗(yàn)證

 

4. 不同組裝形式的腫瘤納米疫苗的預(yù)防效果


5. 聯(lián)合療法激活腫瘤相關(guān)免疫細(xì)胞


  山東省泰山學(xué)者,煙臺(tái)大學(xué)、濰坊中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(zhǎng)陳大全教授、中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所田華雨研究員、陳杰副研究員為論文的共同通訊作者,煙臺(tái)大學(xué)碩士研究生劉圣洋為本文的第一作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 (2021YFB3800900)、國(guó)家自然科學(xué)基金 (51925305,51873208,51973217)、山東省泰山學(xué)者基金 (qnts20161035)、山東省自然科學(xué)基金 (ZR2019ZD24,ZR2019YQ30)、吉林省科學(xué)與技術(shù)發(fā)展計(jì)劃 (20200201075JC,20210509005RQ)等的資助支持。


  原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2022.09.017

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