烟台大学陈大全教授/长春应化所田华雨研究员：CD47KO/CRT双生物工程细胞膜包被纳米疫苗联合抗PD-L1抗体增强肿瘤免疫治疗

2022-10-14 来源：高分子科技

关键词：CRISPR-Cas9 双生物工程细胞膜免疫检查点抑制纳米疫苗肿瘤免疫治疗

肿瘤疫苗可以通过诱导抗肿瘤特异性免疫反应促进免疫系统对肿瘤细胞的识别和清除。近年来，在临床实践中已经取得了良好的进展。患者的自体全肿瘤细胞抗原具有使树突状细胞（DCs）能够处理并呈现大量肿瘤抗原的独特优势，从而引发强大的多克隆T细胞反应，阻止肿瘤免疫逃逸。然而，肿瘤细胞通过高度表达下调其免疫原性的免疫抑制分子来逃避免疫监视。因此，提高抗原呈递细胞（APC）对整个肿瘤抗原的识别和摄取是其作为肿瘤疫苗应用的一个关键问题。

近日，烟台大学陈大全教授团队联合中科院长春应化所、厦门大学田华雨研究员团队在国际期刊《Bioactive Materials》（IF：16.874）上发表以“CD47KO/CRT dual-bioengineered cell membrane-coated nanovaccine combined with anti-PD-L1 antibody for boosting tumor immunotherapy”为题的研究论文（DOI：10.1016/j.bioactmat.2022.09.017）。本研究设计了一种双重生物工程工艺，巧妙地改变了肿瘤细胞膜表面的生物信号，增强了肿瘤抗原的免疫原性，提高了DCs对纳米疫苗的摄取，并与抗PD-L1抗体联合使用，进一步抑制肿瘤生长和侵袭，为个性化肿瘤疫苗的开发提供了新思路。

本文报道了一种CD47KO/CRT双生物工程B16F10癌细胞膜和未甲基化的胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤 (CpG) 佐剂构建的纳米疫苗。基于CRISPR-Cas9基因编辑技术在体外敲除CD47-sirp α 肿瘤吞噬检查点。使用米托蒽醌体外诱导CD47基因敲除肿瘤细胞的ICD，从这些CD47KO/CRT双重生物工程肿瘤细胞中提取表达 “eat me” 信号的细胞膜。纳米疫苗的核心由超支化的PEI25K构成，该PEI25K通过静电吸附装载了未甲基化的CpG佐剂。通过物理挤出将CD47KO/CRT双重生物工程肿瘤细胞膜涂覆在免疫佐剂纳米颗粒 (PEI25k/CpG) 上，制备CD47KO/CRT双重生物工程肿瘤细胞膜包衣纳米粒(DBE@CCNPS)，促进小鼠骨髓来源树突状细胞（BMDCs）对抗原和佐剂的内吞，有效地刺激APCs，从而刺激肿瘤特异性效应CD8⁺T细胞，产生强大的抗肿瘤免疫反应。

图 1. CD47KO/CRT双生物工程与抗PD-L1抗体联合抗肿瘤治疗策略

本文的创新点

采用CRISPR-Cas9基因编辑技术获得CD47KO/CRT双基因工程细胞。
设计双基因工程细胞膜，巧妙地改变了肿瘤细胞膜表面的生物信号，增强了肿瘤抗原的免疫原性，并改善了DC对纳米疫苗的摄取。
利用CpG与超支化的PEI25K构成纳米疫苗核心，CpG是一种免疫佐剂，具有很强的免疫刺激能力。
引入免疫检查点抑制剂，促进肿瘤免疫治疗，并抑制肿瘤细胞免疫逃逸。

研究表明，CRISPR-Cas9基因编辑技术成功对CD47基因敲除（图2），并且由于双基因工程肿瘤细胞膜的特性，双基因工程肿瘤细胞膜纳米粒可提高BMDCs对其摄取（图3）。其次，通过佐剂和抗原的不同组装形式，对抗肿瘤效果产生影响（图4）。此外，纳米疫苗可形成皮下肿瘤疫苗库，并能长期激活APCs。纳米颗粒从溶酶体中逸出从而引发CD8+抗肿瘤免疫应答。通过对肿瘤的免疫细胞的分析，表明联合治疗组肿瘤微环境中活化的CD8+T细胞数明显高于其他各组，表明联合治疗逆转了免疫抑制微环境，当与抗PD-L1抗体联合使用时，PD-L1被显著抑制，浸润的T细胞可以保持其抗肿瘤活性，达到持续的抗肿瘤作用（图5）。为后续双重生物工程技术为个性化肿瘤疫苗的研制提供了新的思路。

图2. 双生物工程B16F10肿瘤细胞的鉴定及功能研究

图3. DBE@CCNPS的理化鉴定和生物功能验证

图4. 不同组装形式的肿瘤纳米疫苗的预防效果

图5. 联合疗法激活肿瘤相关免疫细胞

山东省泰山学者，烟台大学、潍坊中医药产业技术研究院院长陈大全教授、中科院长春应化所田华雨研究员、陈杰副研究员为论文的共同通讯作者，烟台大学硕士研究生刘圣洋为本文的第一作者。该研究得到了国家重点研发计划 (2021YFB3800900)、国家自然科学基金 (51925305，51873208，51973217)、山东省泰山学者基金 (qnts20161035)、山东省自然科学基金 (ZR2019ZD24，ZR2019YQ30)、吉林省科学与技术发展计划 (20200201075JC，20210509005RQ)等的资助支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2022.09.017

版权与免责声明：中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn，并请注明出处。

（责任编辑：xu）

【大中小】【打印】【关闭】

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯

更多>>科教新闻