腫瘤核酸疫苗(包括mRNA和DNA抗原)是一種極具前景的疫苗平臺(tái),能夠快速、便捷地生產(chǎn),并高效激發(fā)免疫反應(yīng)。然而,傳統(tǒng)的腫瘤核酸疫苗主要通過(guò)樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)遞送抗原,這些抗原通過(guò)DC的主要組織相容性復(fù)合體I(MHC-I)進(jìn)行處理和呈遞,從而激活細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)。激活后的CTL細(xì)胞會(huì)浸潤(rùn)到腫瘤組織中,特異性識(shí)別并殺死腫瘤細(xì)胞。
然而,腫瘤細(xì)胞可以通過(guò)多種機(jī)制形成免疫逃逸,例如下調(diào)腫瘤細(xì)胞表面的抗原表達(dá),導(dǎo)致激活的CTL細(xì)胞無(wú)法識(shí)別腫瘤細(xì)胞。此外,傳統(tǒng)的脂質(zhì)納米顆粒(LNPs)需要額外的佐劑(如Toll樣受體激動(dòng)劑或STING激動(dòng)劑)來(lái)增強(qiáng)免疫反應(yīng),激活DC以呈遞抗原并表達(dá)共刺激分子。因此,開(kāi)發(fā)一種能夠同時(shí)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞以錨定抗原于腫瘤細(xì)胞表面,并作為佐劑促進(jìn)DC激活的腫瘤核酸疫苗平臺(tái)至關(guān)重要,以實(shí)現(xiàn)抗原標(biāo)記引導(dǎo)的免疫反應(yīng)。
針對(duì)上述問(wèn)題,山東大學(xué)齊魯醫(yī)學(xué)院第二醫(yī)院張娜教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于人參皂苷Rg3的脂質(zhì)納米顆粒(Rg3-LNPs)作為自佐劑的腫瘤核酸疫苗遞送系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)靶向腫瘤細(xì)胞和淋巴結(jié),實(shí)現(xiàn)抗原在腫瘤細(xì)胞表面的標(biāo)記以及樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)的激活,從而增強(qiáng)細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別和殺傷。同時(shí),Rg3作為自佐劑,抑制免疫抑制細(xì)胞浸潤(rùn)和腫瘤血管生成,重塑腫瘤微環(huán)境。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Rg3-LNPs與GM-CSF聯(lián)合應(yīng)用顯著提高了抗腫瘤效果,并在乳腺癌和黑色素瘤小鼠模型中誘導(dǎo)了強(qiáng)大的免疫反應(yīng),為腫瘤核酸疫苗的臨床轉(zhuǎn)化提供了新策略(圖1)。相關(guān)研究在2025年4月26日以“Screening Natural Cholesterol Analogs to Assemble Self-Adjuvant Lipid Nanoparticles for Antigens Tagging Guided Therapeutic Tumor Vaccine”為題發(fā)表于《Advanced Materials》 (DOI: 10.1002/adma.202419182)上。
圖1 Rg3-LNPs的篩選及應(yīng)用。(a)Rg3-LNPs與GM-CSF共負(fù)載到大孔水凝膠中制備G/RM,用于長(zhǎng)期免疫反應(yīng)。(b)瘤周給藥后,Rg3-LNPs聚集于腫瘤和淋巴結(jié),標(biāo)記腫瘤細(xì)胞為抗原并激活樹(shù)突狀細(xì)胞作為自輔助,促進(jìn)CTL識(shí)別和殺傷腫瘤細(xì)胞,GM-CSF與Rg3協(xié)同重塑腫瘤微環(huán)境以增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)
(1)人參皂苷類(lèi)脂質(zhì)納米粒的建立與篩選
研究人員通過(guò)人參皂苷庫(kù)篩選出26種DL值大于0.18的人參皂苷(圖2b),并結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)確定49個(gè)潛在靶點(diǎn),最終篩選出7種人參皂苷用于構(gòu)建LNPs。當(dāng)N/P比為15:1時(shí),LNPs轉(zhuǎn)染效率最高。以β-谷甾醇替代膽固醇構(gòu)建人參皂苷基LNPs,摩爾比為“3”和“4”時(shí),LNPs粒徑小于100 nm且PDI小于0.3(圖2e、f)。摩爾比為“3”和“4”的LNPs包封率高于50%(圖2g),Rh2-LNPs和Rg3-LNPs在腫瘤細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞中的轉(zhuǎn)染效率高于Cho-LNPs(圖2h、i),Rg3-LNPs表現(xiàn)最優(yōu)(圖2j)。分子對(duì)接顯示人參皂苷與GLUT1結(jié)合位點(diǎn)具有良好的立體互補(bǔ)性,并通過(guò)多種相互作用結(jié)合,其結(jié)合能顯著低于膽固醇(圖2k、l)。人參皂苷基LNPs的細(xì)胞攝取實(shí)驗(yàn)表明,4T1腫瘤細(xì)胞中GLUT1表達(dá)高于HC11細(xì)胞,且Rh2-LNPs、Rg3-LNPs等的細(xì)胞攝取能力高于Cho-LNPs(圖2m,圖S1i),預(yù)飽和GLUT1后其細(xì)胞攝取能力降低,表明人參皂苷可通過(guò)GLUT1介導(dǎo)的內(nèi)吞作用促進(jìn)LNPs的細(xì)胞攝取。膜流動(dòng)性研究顯示,Rg1、Rg2和Rh1增加LNPs膜的流動(dòng)性,而Rg3和Rh2降低膜流動(dòng)性、增強(qiáng)膜穩(wěn)定性(圖2n)。分子動(dòng)力學(xué)模擬表明,Rg3和Rh2的糖基可到達(dá)水相,增加LNPs膜的穩(wěn)定性(圖2o、p)。結(jié)果表明,人參皂苷的糖基位置影響LNPs的穩(wěn)定性,Rg3通過(guò)3位糖基結(jié)合GLUT1,穩(wěn)定LNPs膜并促進(jìn)細(xì)胞攝取,從而提高核酸轉(zhuǎn)染效率。
圖2 Rg3-LNPs的篩選與表征。(a)Rg3-LNPs篩選示意圖;(b)56種人參皂苷的藥物相似性;(c)28種人參皂苷靶向抗乳腺癌和免疫相關(guān)蛋白的維恩圖;(d)基于人參皂苷的LNP配方設(shè)計(jì);(e–j)通過(guò)粒徑(e)、PDI(f)、包封率(g)、腫瘤細(xì)胞(h)和樹(shù)突狀細(xì)胞(i)中的轉(zhuǎn)染效率以及TEM(j)篩選人參皂苷基LNP;(k)人參皂苷與GLUT1的3D結(jié)合模型;(l)人參皂苷與GLUT1的結(jié)合能分析;(m)人參皂苷基LNP的細(xì)胞攝取能力;(n)人參皂苷基LNP的膜流動(dòng)性分析;(o,p)分子動(dòng)力學(xué)模擬分析人參皂苷對(duì)LNP膜穩(wěn)定性的影響
(2)Rg3-LNPs與GM-CSF的水凝膠遞送系統(tǒng)構(gòu)建及體內(nèi)行為研究
優(yōu)化后的Rg3-LNPs與GM-CSF被封裝在大孔水凝膠中制備成G/RM(圖3a)。研究發(fā)現(xiàn),空白水凝膠(B-gel)和G/RM在25℃時(shí)為液體,35℃時(shí)變?yōu)槟z,倒置30秒不流動(dòng)(圖3b),且在室溫下具有良好的注射性(圖3c)。SEM觀察到B-gel和G/RM具有孔徑為50-100 μm的多孔結(jié)構(gòu),G/RM表面粗糙,可觀察到嵌入的Rg3-LNPs(圖3d)。流變學(xué)測(cè)量顯示,G/RM在1-25℃時(shí)G′和G″無(wú)明顯變化,35℃時(shí)從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍虘B(tài)凝膠,溫度繼續(xù)升高后完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)凝膠(圖3e)。Rg3-LNPs和GM-CSF從G/RM中能夠持續(xù)釋放,14天后分別釋放了83%和89%(圖3f)。
熒光染料Cy5標(biāo)記的Rg3-LNPs裝載到大孔水凝膠中并瘤周注射到4T1荷瘤小鼠后,體外熒光成像顯示其熒光信號(hào)在15天內(nèi)持續(xù)積累于淋巴結(jié)和腫瘤(圖3g),且在第3天達(dá)到峰值(圖3h)。以Cy5標(biāo)記的BSA代替GM-CSF制備G/GM-CSF并皮下注射到小鼠后,G/GM-CSF組在腫瘤部位的熒光強(qiáng)度持續(xù)存在(圖3i),且在第3天達(dá)到峰值,但其在淋巴結(jié)的熒光強(qiáng)度弱于G/Rg3-LNPs組(圖3j)。自由Cy5的熒光信號(hào)在第10天幾乎無(wú)法檢測(cè),而G/Rg3-LNPs和G/GM-CSF組在監(jiān)測(cè)期間保持較強(qiáng)的熒光強(qiáng)度,表明大孔水凝膠提高了體內(nèi)藥物滯留(圖3k)。CHP溶液在體內(nèi)迅速形成凝膠狀態(tài),并在15天內(nèi)持續(xù)降解,10天內(nèi)約降解70%,15天內(nèi)大部分降解完成(圖3l)。HE染色分析顯示CHP材料未對(duì)周?chē)つw組織造成損傷(圖3m),表明大孔水凝膠在體內(nèi)可降解且具有良好的生物相容性。
圖3 G/RM的制備與性能表征。(a)G/RM制備示意圖;(b)25℃和35℃下G/RM的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變照片;(c)G/RM的可注射性;(d)G/RM的SEM圖像顯示多孔結(jié)構(gòu);(e)G/RM的流變特性;(f)Rg3-LNPs和GM-CSF從G/RM中的體外釋放結(jié)果;(g)負(fù)載Cy5標(biāo)記的Rg3-LNPs(G/Rg3-LNPs)的水凝膠處理后的離體熒光成像;(h)G/Rg3-LNPs處理后小鼠4T1腫瘤和淋巴結(jié)的熒光強(qiáng)度;(i)負(fù)載Cy5-BSA(G/GM-CSF)的水凝膠處理后的離體熒光成像;(j)G/GM-CSF處理后小鼠4T1腫瘤和淋巴結(jié)的熒光強(qiáng)度;(k)G/Rg3-LNPs、G/GM-CSF和游離Cy5的體內(nèi)保留情況;(l)G/RM的降解行為;(m)皮下組織的免疫組織化學(xué)切片圖像
(3)Rg3-LNPs對(duì)腫瘤細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用研究
Rg3-LNPs在腫瘤細(xì)胞表面錨定抗原的能力通過(guò)倒置熒光顯微鏡觀察,結(jié)果顯示裝載MHC-I結(jié)合肽的Rg3-LNPs具有明顯熒光強(qiáng)度(圖4b)。Rg3可顯著降低4T1細(xì)胞上清液中VEGF和CCL2水平(圖4c、d),分子對(duì)接預(yù)測(cè)其核心靶點(diǎn)為STAT3和IL-2,且與STAT3的親和力是與IL-2的2.3倍(圖4e)。Transwell實(shí)驗(yàn)表明,Rg3和Rg3-LNPs可顯著抑制M2型腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞的遷移(圖4f、g)。血管內(nèi)皮細(xì)胞管狀形成實(shí)驗(yàn)顯示,Rg3和Rg3-LNPs可抑制腫瘤血管生成(圖4h、i)。
Rg3-LNPs促進(jìn)樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)激活和抗原呈遞的能力通過(guò)裝載MHC-I結(jié)合肽的Rg3-LNPs的熒光強(qiáng)度證實(shí)(圖4k)。流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果顯示,Rg3和Rg3-LNPs可提高成熟DC的比例(圖4l、m)。這些結(jié)果表明,Rg3-LNPs作為一種自佐劑,可通過(guò)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞和DC,標(biāo)記腫瘤細(xì)胞表面抗原并促進(jìn)DC激活,確保CTL識(shí)別并殺傷腫瘤細(xì)胞。
圖4 Rg3-LNPs的抗原標(biāo)記、免疫調(diào)節(jié)及DC激活能力。(a)Rg3-LNPs用于抗原標(biāo)記腫瘤細(xì)胞及下調(diào)免疫抑制因子分泌的示意圖;(b)體外熒光圖像顯示Rg3-LNPs可將抗原錨定于腫瘤細(xì)胞表面;(c,d)Rg3抑制腫瘤細(xì)胞CCL2(c)和VEGF(d)分泌;(e)分子對(duì)接顯示Rg3與STAT3有較強(qiáng)的親和力;(f,g)M2-TAM細(xì)胞遷移的顯微鏡分析(f)和定量分析(g),表明Rg3通過(guò)下調(diào)腫瘤細(xì)胞CCL2分泌抑制M2-TAM細(xì)胞遷移;(h,i)體外管腔形成實(shí)驗(yàn)的代表性圖像(h)和定量分析(i),顯示Rg3抑制腫瘤血管生成;(j)Rg3-LNPs促進(jìn)DC活化及抗原呈遞的示意圖;(k)熒光圖像顯示Rg3-LNPs促進(jìn)樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)抗原呈遞;(l,m)體外骨髓來(lái)源的樹(shù)突狀細(xì)胞(BMDC)成熟的檢測(cè)(l)和定量數(shù)據(jù)(m),表明Rg3和Rg3-LNPs促進(jìn)DC成熟
(4)G/RM的抗腫瘤效果評(píng)估
在原位乳腺癌小鼠模型中,G/RM的抗腫瘤效果被評(píng)估,給藥方案如圖5a所示。腫瘤生長(zhǎng)曲線顯示,生理鹽水(NS)組和空白水凝膠(B-gel)組的腫瘤從第0天到第15天迅速生長(zhǎng)(圖5b)。與裝載膽固醇脂質(zhì)納米顆粒(Cho-LNPs)的水凝膠(G/Cho-LNPs)組相比,裝載Rg3-LNPs的水凝膠(G/Rg3-LNPs)組的腫瘤生長(zhǎng)顯著延遲,而G/RM組的腫瘤體積最小(圖5b)。各組腫瘤組織被稱重并拍照,結(jié)果支持G/RM組具有最佳的抗腫瘤效果(圖5c、e)。G/RM組小鼠的體重未出現(xiàn)明顯下降(圖5d)。4T1荷瘤小鼠的HE染色結(jié)果顯示,B-gel和G/RM處理組未出現(xiàn)明顯的組織損傷(圖S2a)。腫瘤壞死、凋亡和細(xì)胞增殖的分析表明,G/RM處理導(dǎo)致更多的腫瘤細(xì)胞壞死、更少的增殖和更高的凋亡(圖5g)??傮w而言,G/RM顯著抑制了腫瘤生長(zhǎng)。
圖5 自輔助Rg3-LNPs在原位乳腺癌小鼠模型中的抗腫瘤效果。(a)治療方案示意圖;(b)小鼠腫瘤體積變化;(c)腫瘤重量;(d)小鼠體重變化;(e)腫瘤組織照片;(f)各組腫瘤體積曲線;(g)腫瘤組織的免疫組織化學(xué)切片
(5)G/RM對(duì)腫瘤免疫微環(huán)境的調(diào)節(jié)作用研究
在原位乳腺癌小鼠模型中,對(duì)治療后的腫瘤免疫表型進(jìn)行分析。結(jié)果顯示,G/Rg3-LNPs組淋巴結(jié)中成熟樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)比例高于G/Cho-LNPs組,G/RM組顯著高于NS組、B-gel組和G/Rg3-LNPs組(圖6a、e)。在腫瘤組織中,G/RM組的CD3+CD4+ T細(xì)胞(圖6b、f)、CD3+CD8+ T細(xì)胞(圖6c、f)和CTL(圖6d、g)水平顯著高于NS組、B-gel組和G/Rg3-LNPs組。此外,G/RM組的免疫抑制細(xì)胞(MDSC、M2-TAM和Treg細(xì)胞)比例低于NS組、B-gel組和G/Rg3-LNPs組(圖6h-m)。ELISA檢測(cè)顯示,G/RM組促炎細(xì)胞因子(IFN-γ、TNF-α和IL-12)水平高于NS組、B-gel組和G/Cho-LNPs組,免疫抑制細(xì)胞因子(TGF-β和IL-10)水平低于上述各組(圖6n)。免疫熒光染色顯示,G/Rg3-LNPs和G/RM組腫瘤組織中pSTAT3信號(hào)顯著弱于NS組、B-gel組和G/Cho-LNPs組,且VEGF和CCL2水平顯著低于上述各組(圖6n),表明Rg3通過(guò)抑制STAT3磷酸化抑制腫瘤細(xì)胞分泌CCL2和VEGF。綜上,G/RM在調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境和增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)方面具有顯著潛力。
圖6 自輔助Rg3-LNPs重塑腫瘤微環(huán)境并誘導(dǎo)抗腫瘤免疫。(a,e)淋巴結(jié)中成熟DC比例;(b,c,f)腫瘤組織中CD3+CD4+和CD3+CD8+ T細(xì)胞比例;(d,g)腫瘤組織中CTL(CD8+IFN-γ+)比例;(h,k)腫瘤組織中MDSC(Gr-1+CD11b+)比例;(i,l)腫瘤組織中M2-TAM(F4/80+CD206+)比例;(j,m)腫瘤組織中Treg(CD4+Foxp3+)細(xì)胞比例;(n)腫瘤組織中TNF-α、IFN-γ、TGF-β、IL-12和IL-10水平
(6)G/RM的抗轉(zhuǎn)移能力及免疫記憶效應(yīng)評(píng)估
為評(píng)估G/RM的抗轉(zhuǎn)移能力,構(gòu)建了肺轉(zhuǎn)移模型,給藥方案如圖7a所示。腫瘤生長(zhǎng)曲線顯示,G/Rg3-LNPs組和G/RM組的腫瘤生長(zhǎng)受到抑制(圖S2m)。收集并稱重腫瘤組織,G/RM組表現(xiàn)出最佳抗腫瘤效果(圖S2n)。通過(guò)IVIS檢測(cè)熒光素酶標(biāo)記的4T1-Luc細(xì)胞的生物發(fā)光信號(hào),觀察肺轉(zhuǎn)移情況。第16天處死小鼠,收集肺組織進(jìn)行拍照和HE染色分析。結(jié)果顯示,G/Rg3-LNPs和G/RM組在第10天和第15天的熒光信號(hào)最弱,表明其抑制了肺轉(zhuǎn)移(圖7b)。解剖的肺組織分析顯示,G/Rg3-LNPs和G/RM組的熒光強(qiáng)度最弱且肺部膨脹較小(圖7c、d)。定量肺熒光結(jié)果顯示,G/Rg3-LNPs和G/RM組的熒光信號(hào)低于其他組(圖7e),且肺重量也低于其他組(圖7f)。HE染色顯示,G/Rg3-LNPs和G/RM組的肺組織中轉(zhuǎn)移病灶較少(圖7g),表明其具有顯著的抗轉(zhuǎn)移效果。
為評(píng)估抗腫瘤免疫記憶反應(yīng),進(jìn)行了腫瘤再挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖7h所示。結(jié)果顯示,NS組和B-gel組的小鼠在50天內(nèi)全部死亡,而G/RM組在50天內(nèi)的生存率為66.6%(圖7j)。在腫瘤再挑戰(zhàn)后14天收集小鼠脾臟,檢測(cè)效應(yīng)記憶T細(xì)胞(Tem)和中央記憶T細(xì)胞(Tcm)的比例。結(jié)果顯示,G/Rg3-LNPs組的CD4+ T細(xì)胞和CD8+ T細(xì)胞中Tem和Tcm的比例顯著增加(圖7i、k、l);G/RM組的Tem和Tcm比例也顯著增加(圖7i、k、l)。
圖7 自輔助Rg3-LNPs抑制乳腺癌轉(zhuǎn)移并引發(fā)免疫記憶。(a)肺轉(zhuǎn)移抑制試驗(yàn)示意圖;(b)體內(nèi)生物發(fā)光圖像;(c)肺部離體生物發(fā)光圖像;(d)小鼠肺部照片;(e)4T1小鼠離體肺的相對(duì)生物發(fā)光強(qiáng)度;(f)小鼠肺重量;(g)肺組織的H&E染色圖像;(h)免疫記憶試驗(yàn)示意圖;(i)治療小鼠的生存曲線;(j)脾臟中CD4+和CD8+ T細(xì)胞的Tcm(CD62L+CD44+)和Tem(CD62L-CD44+)亞群的流式細(xì)胞術(shù)圖;(k)CD4+ T細(xì)胞的定量結(jié)果;(l)CD8+ T細(xì)胞的定量結(jié)果
(7)G/RM在B16F10黑色素瘤模型中的抗腫瘤效果評(píng)估
在GLUT1過(guò)表達(dá)的B16F10黑色素瘤小鼠模型中,評(píng)估了G/RM的抗腫瘤效果。使用表達(dá)卵清蛋白(OVA)的質(zhì)粒裝載到Rg3-LNPs中制備G/RM,給藥方案如圖8a所示。監(jiān)測(cè)各組的腫瘤生長(zhǎng)曲線(圖8b、f),結(jié)果顯示,生理鹽水(NS)組和空白水凝膠(B-gel)組的腫瘤體積從第0天到第11天迅速增加,第11天時(shí)達(dá)到約2000 mm3。治療后,G/Rg3-LNPs組的腫瘤體積低于G/Cho-LNPs組,而G/RM組的腫瘤體積進(jìn)一步降低(圖8b、f)。治療后的小鼠腫瘤組織被稱重并拍照,G/RM組顯示出最高的腫瘤抑制率(圖8c、e)。此外,G/RM組的腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出更高的壞死率、更低的增殖率和更高的凋亡率(圖8g),表明G/RM能夠抑制黑色素瘤的生長(zhǎng)。記錄了各組小鼠的體重變化,G/RM組未觀察到明顯的體重變化(圖8d)。主要器官的H&E染色結(jié)果顯示,G/RM組未出現(xiàn)明顯的器官損傷,表明G/RM具有良好的生物相容性和安全性。
圖8 自輔助Rg3-LNPs在原位黑色素瘤小鼠模型中的抗腫瘤效果。(a)治療方案示意圖;(b)小鼠腫瘤體積變化;(c)腫瘤重量;(d)小鼠體重變化;(e)腫瘤組織照片;(f)各組個(gè)體腫瘤體積曲線;(g)腫瘤組織的免疫組織化學(xué)切片
(8)G/RM在B16F10黑色素瘤模型中對(duì)腫瘤免疫微環(huán)境的調(diào)節(jié)作用
在B16F10黑色素瘤模型中,檢測(cè)了腫瘤微環(huán)境(TME)中免疫細(xì)胞的豐度和細(xì)胞因子的濃度。結(jié)果顯示,G/Rg3-LNPs組淋巴結(jié)中的成熟樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)比例高于G/Cho-LNPs組,G/RM組腫瘤中的成熟DC比例高于NS組、B-gel組和G/Rg3-LNPs組,G/Rg3-LNPs組腫瘤中的成熟DC比例高于G/Rg3組和G/Cho-LNPs組(圖9a、e)。G/RM組腫瘤中招募的DC數(shù)量顯著高于NS組、B-gel組和G/Rg3-LNPs組(圖S2p、q)。G/RM組腫瘤中CD3+CD4+ T細(xì)胞(圖9b、f)和CD3+CD8+ T細(xì)胞(圖9c、f)比例顯著高于NS組、B-gel組和G/Rg3-LNPs組。裝載卵清蛋白(OVA)的G/RM組中,OVA特異性CD8+ T細(xì)胞的頻率顯著高于NS組、B-gel組和G/Rg3-LNPs組(圖9d、g),表明G/RM增強(qiáng)了表位特異性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)的擴(kuò)增。
G/RM組的免疫抑制細(xì)胞(MDSC、M2-TAM和Treg細(xì)胞)比例低于NS組、B-gel組和G/Rg3-LNPs組(圖9h-m),G/Rg3-LNPs組治療后這些免疫抑制細(xì)胞的比例也顯著低于G/Cho-LNPs組。G/RM組的促免疫細(xì)胞因子(IFN-γ、TNF-α和IL-12)濃度高于NS組、B-gel組和G/Rg3-LNPs組,而免疫抑制細(xì)胞因子(TGF-β和IL-10)濃度低于其他組(圖9n,圖S2r-v)。綜上,G/RM水凝膠在調(diào)節(jié)B16F10黑色素瘤模型的腫瘤微環(huán)境和增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)方面顯示出巨大潛力。
圖9 自輔助Rg3-LNP在原位黑色素瘤模型中增強(qiáng)抗腫瘤免疫力。(a,e)淋巴結(jié)中成熟DC的比例;(b,c,f)腫瘤組織中CD3+CD4+和CD3+CD8+ T細(xì)胞的比例;(d,g)腫瘤組織中OVA特異性T細(xì)胞的比例;(h,k)腫瘤組織中MDSC的比例;(i,l)腫瘤組織中M2-TAM的比例;(j,m)腫瘤組織中Treg細(xì)胞的比例;(n)腫瘤組織中TNF-α、IFN-γ、TGF-β、IL-12和IL-10細(xì)胞因子水平
腫瘤細(xì)胞表面抗原的丟失是導(dǎo)致腫瘤疫苗應(yīng)答率低的關(guān)鍵因素,限制了細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別和作用。本研究通過(guò)篩選天然膽固醇類(lèi)似物,構(gòu)建了自佐劑脂質(zhì)納米顆粒(LNPs),用于抗原標(biāo)記引導(dǎo)的治療性腫瘤疫苗。 優(yōu)化后的Rg3-LNPs借助腫瘤細(xì)胞過(guò)表達(dá)的GLUT1靶向腫瘤細(xì)胞,并將抗原錨定于腫瘤細(xì)胞表面,從而增強(qiáng)CTL對(duì)腫瘤細(xì)胞的識(shí)別能力。同時(shí),Rg3-LNPs在淋巴結(jié)(LNs)中富集,促進(jìn)樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)的活化和抗原呈遞,進(jìn)而刺激CTL的生成。此外,Rg3作為佐劑,通過(guò)抑制STAT3磷酸化重塑腫瘤微環(huán)境(TME),與GM-CSF協(xié)同作用,誘導(dǎo)強(qiáng)烈的免疫反應(yīng),促進(jìn)CTL對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷。 本研究強(qiáng)調(diào)了抗原標(biāo)記在腫瘤免疫治療中的重要性,并指出在腫瘤疫苗設(shè)計(jì)中同時(shí)調(diào)控腫瘤細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)的必要性。自輔助Rg3-LNPs作為一種腫瘤疫苗平臺(tái),能夠通過(guò)抗原標(biāo)記腫瘤細(xì)胞和激活DC來(lái)引導(dǎo)CTL識(shí)別和殺傷腫瘤細(xì)胞,拓寬了治療性腫瘤疫苗的應(yīng)用范圍,包括免疫逃逸型腫瘤,展現(xiàn)出良好的臨床應(yīng)用前景。
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