2025年10月28日,上海交通大學章雪晴團隊與新澤西理工學院許曉陽團隊在期刊《ACS Nano》上發(fā)表題為" mRNA-Based Vaccination Drives in Vivo Dendritic Cell Reprogramming and Selective Cytotoxic T Lymphocyte Modulation for Enhanced Antitumor Immunity "的研究論文。

借助艾特森MPE-L2型微流控制備儀,研究團隊成功開發(fā)了一種“疫苗啟動選擇性T細胞調(diào)控(VISIT)”平臺。首先通過艾特森微流控制備儀制備mRNA-LNP脂質(zhì)納米顆粒,將編碼腫瘤抗原以及膜結(jié)合型IL?15/IL?15Rα復合物(bIL?15,為IL?15的生物活性形式)的mRNA選擇性遞送至脾臟DC。系統(tǒng)給藥后,VISIT平臺成功實現(xiàn)DC的體內(nèi)重編程,使其同步在細胞表面呈現(xiàn)抗原/MHC?I復合物與bIL?15。

研究背景
抗原特異性細胞毒性T淋巴細胞(CTLs)是抗腫瘤免疫的核心,但高效抗原呈遞策略缺乏、抗原特異性CD8+T細胞活化與擴增不足,制約了腫瘤免疫治療發(fā)展。傳統(tǒng)的樹突狀細胞(DC)體外疫苗和過繼性T細胞療法存在產(chǎn)量低、半衰期短、制備復雜且成本高的缺陷;而IL-15雖能促進T細胞存活增殖,但其全身給藥會引發(fā)非特異性免疫激活,存在脫靶副作用。因此,亟需開發(fā)可在體內(nèi)靶向重編程DC、同步呈遞腫瘤抗原與IL-15的策略,以精準激活抗原特異性CTLs。
1.疫苗介導的選擇性T細胞調(diào)控(VISIT)平臺

圖例1:疫苗介導的選擇性T細胞調(diào)控(VISIT)平臺
? mRNA-LNP制備過程:

圖例2:mRNA-LNP制備過程
2. mRNA-LNP疫苗的設計與表征
研究團隊成功合成可生物降解的脂質(zhì)te-AA3-Dlin,以此為基礎通過微流控技術制備mRNA-LNP,平均粒徑~110nm、表面電位近中性(-4 mV)、mRNA包封率90%,血清中24h穩(wěn)定且抗RNase A降解,對BMDC無毒性。
該mRNA-LNP經(jīng)靜脈注射后>96%熒光信號富集于脾臟,主要轉(zhuǎn)染脾臟 DC(~33% DC表達EGFP),究其原因在于te- AA3-Dlin LNP表面吸附的結(jié)構(gòu)蛋白-1(talin-1)DC 整合素受體,且ApoE占比低以避肝靶向。

圖例3:mRNA-LNP疫苗的設計與表征
3. 疫苗體內(nèi)誘導抗原特異性免疫應答的驗證
對C57BL/6J小鼠進行三次免疫后,mOVA-LNP和mOVA/bIL15-LNP 組脾臟中 SIINFEKL-H-2Kb+DC占比顯著升高(為PBS組的2.8-3.0 倍),且 mOVA/bIL15-LNP組可誘導更高比例的抗原特異性CD8+T 細胞(tetramer+CD8+T細胞占比為 mOVA-LNP 組的2倍),同時促進效應記憶性CD8+T細胞(TEM)分化、提升OVA特異性IgG抗體滴度。

圖例4:mOVA/bIL15-LNP體內(nèi)促進DC活化、抗原呈遞及抗原特異性免疫應答
4. 疫苗體內(nèi)抗腫瘤療效驗證-預防性模型
在MC38-OVA結(jié)腸癌模型中,mOVA/bIL15-LNP免疫可實現(xiàn)腫瘤緩解,且100天后再次挑戰(zhàn)腫瘤,所有免疫小鼠仍無復發(fā),表明強大的記憶性T細胞儲備已建立。對非OVA表達的MC38腫瘤也有一定抑制效果(25%無瘤),證實其可誘導長效抗原特異性免疫記憶。

圖例5:mOVA/bIL15-LNP 預防性免疫及腫瘤再攻擊保護效果
5.疫苗體內(nèi)抗腫瘤療效驗證-治療性模型
在已建立的MC38-OVA腫瘤模型中,靜脈注射mOVA/bIL15-LNP的抑瘤效果優(yōu)于肌內(nèi)注射,可使腫瘤重量降低89.6%,并顯著延長小鼠中位生存期;在B16F10黑色素瘤模型中,靶向TRP2抗原的 mTRP2/bIL15-LNP可顯著提升腫瘤組織中CD8+T細胞浸潤、降低 Treg比例,同時上調(diào)IL-6、TNF-α、IFN-γ等促炎因子水平,延緩腫瘤進展并延長生存期。

圖例6:mOVA/bIL15-LNP在已建立MC38-OVA腫瘤模型中的治療效果

圖例7:mTRP2/bIL15-LNP在B16F10黑色素瘤模型中的治療效果
6. 疫苗體內(nèi)抗腫瘤療效驗證-聯(lián)合治療
mTRP2/bIL15-LNP與抗PD-1抗體聯(lián)用,可協(xié)同增強B16F10模型的抑瘤效果,腫瘤體積較單藥組顯著降低,小鼠中位生存期進一步延長。

圖例8:mTRP2/bIL15-LNP與抗PD-1聯(lián)合治療在B16F10模型中的效果
7. 疫苗體內(nèi)安全性驗證
急性與慢性毒性實驗顯示,經(jīng)mTRP2/bIL15-LNP處理后,小鼠心、肝、脾、肺、腎無明顯病理損傷,體重無顯著下降,血清中ALT、AST、BUN、CRE、CK、LDH 等肝、腎、心功能指標與對照組無顯著差異,安全性良好。

圖例9:mTRP2/bIL15-LNP體內(nèi)安全性評估
知識分享:研究亮點
1 提出VISIT策略,以脾臟靶向的優(yōu)化脂質(zhì)納米粒共遞送腫瘤抗原mRNA與膜結(jié)合型IL-15/IL-15Rα復合物mRNA,實現(xiàn)樹突狀細胞體內(nèi)重編程,同步調(diào)控抗原呈遞與T細胞激活,解決非特異性免疫激活問題。
2 發(fā)現(xiàn)納米粒表面吸附的talin-1蛋白可通過與樹突狀細胞表面整合素作用增強靶向攝取,為脾臟定向遞送提供新機制。
3 該疫苗在小鼠腫瘤模型中兼具預防性與治療性效果,與抗PD-1聯(lián)用顯協(xié)同作用,且安全性良好,為個性化癌癥免疫療法提供新范式。
參考文獻:
ACS Nano(IF 16)Pub Date:2025-10-28,DOI:10.1021/acsnano.5c09365.