2024年6月22日，一篇題為"Robust anti-tumor immunity through the integration of targeted lipid nanoparticle-based mRNA nanovaccines with PD-1/PD-L1 blockade "的研究論文，發(fā)表在《Materials Today Bio》雜志上。
本研究創(chuàng)新構(gòu)建了一種靶向納米疫苗平臺，利用艾特森MPE-L2型微流控制備儀制備甘露糖修飾的脂質(zhì)納米顆粒(TLNP)，同時負(fù)載腫瘤抗原mRNA(如mOVA)和cGAMP(環(huán)磷酸鳥苷-腺苷酸)佐劑，形成靶向納米疫苗(TNVs)，實現(xiàn)對抗原呈遞細(xì)胞的特異性靶向，提升抗原遞送與免疫激活效率。通過優(yōu)化mRNA疫苗的靶向遞送能力，并與免疫檢查點阻斷療法結(jié)合，解決傳統(tǒng)mRNA疫苗遞送不足、免疫激活有限及腫瘤微環(huán)境抑制的問題，最終增強抗腫瘤免疫應(yīng)答。
作用機(jī)制
靶向納米疫苗(TNVs)進(jìn)入抗原呈遞細(xì)胞(APCs)后，其攜帶的mRNA翻譯生成腫瘤抗原，經(jīng)MHCⅠ/Ⅱ類分子呈遞，激活CD8?細(xì)胞毒性T細(xì)胞與CD4?輔助T細(xì)胞，而抗PD-L1抗體通過阻斷腫瘤細(xì)胞PD-L1與T細(xì)胞PD-1的結(jié)合逆轉(zhuǎn)免疫抑制，二者協(xié)同作用可增強腫瘤浸潤免疫細(xì)胞活性，誘導(dǎo)免疫記憶，從而抑制腫瘤復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移。
圖例1：靶向納米疫苗制備與作用機(jī)制
? 配方摩爾比:
圖例2：靶向納米疫苗配方摩爾比
1. 納米疫苗的設(shè)計與表征
首先，研究團(tuán)隊通過微流控技術(shù)制備了非靶向(NVs)與靶向(TNVs)兩種納米疫苗，并完成表征與穩(wěn)定性驗證，結(jié)果顯示二者粒徑均為80-85nm、PDI：0.05-0.09，呈均一球形，mRNA包封率超97%，且4℃儲存在28天內(nèi)性能穩(wěn)定，為后續(xù)實驗提供了合格的載體基礎(chǔ)。
圖例3：納米疫苗的制備與表征
2. 納米疫苗在 BMDCs中的生物學(xué)功能
接著，在骨髓來源樹突狀細(xì)胞(BMDCs)中探究納米疫苗的生物學(xué)功能，發(fā)現(xiàn)兩種疫苗均具有良好生物相容性，而TNVs憑借甘露糖受體介導(dǎo)的靶向作用，實現(xiàn)高效內(nèi)吞，其mRNA轉(zhuǎn)染效率顯著高于NVs，接近陽性對照水平，明確了靶向設(shè)計的優(yōu)勢。
圖例4：納米疫苗在BMDCs中的生物學(xué)功能
3. 納米疫苗對BMDCs的免疫調(diào)節(jié)作用
其次，進(jìn)一步分析納米疫苗對BMDCs的免疫調(diào)節(jié)作用，結(jié)果表明TNVs能更有效地促進(jìn)APC成熟、增強抗原交叉呈遞能力，同時通過cGAMP激活STING-IRF3通路，顯著上調(diào)IL-12p70、TNF-α等細(xì)胞因子分泌，驗證了疫苗在體外的免疫激活潛力。
圖例5：納米疫苗對BMDCs的免疫調(diào)節(jié)作用
4.納米疫苗在體內(nèi)的免疫調(diào)節(jié)效果
隨后，在體內(nèi)環(huán)境中驗證納米疫苗的免疫調(diào)節(jié)效果，體內(nèi)轉(zhuǎn)染實驗顯示TNVs局部表達(dá)效率更高，經(jīng)三次肌肉注射免疫后，小鼠腹股溝淋巴結(jié)中成熟DC比例、抗原交叉呈遞效率及血清促炎細(xì)胞因子水平均顯著提升，證實靶向疫苗在體內(nèi)仍能高效激活免疫應(yīng)答。
圖例6：納米疫苗在體內(nèi)的免疫調(diào)節(jié)效果
5. 治療性納米疫苗的抗腫瘤效果
在此基礎(chǔ)上，評估治療性納米疫苗的抗腫瘤效果，在LLC-OVA荷瘤小鼠模型中,TNVs治療組腫瘤體積顯著縮小，腫瘤組織中抗腫瘤免疫細(xì)胞浸潤增加，但同時觀察到腫瘤細(xì)胞PD-L1表達(dá)上調(diào)，這為后續(xù)聯(lián)合PD-L1阻斷療法提供了關(guān)鍵實驗依據(jù)。
圖例7：治療性納米疫苗的抗腫瘤效果
6. TNVs聯(lián)合抗PD-L1抗體的協(xié)同治療效果
進(jìn)而，考察TNVs與抗PD-L1抗體的協(xié)同治療效果，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合治療組腫瘤抑制效果優(yōu)于單藥治療，腫瘤壞死區(qū)域擴(kuò)大，且在預(yù)防性免疫模型中能延長小鼠生存期，腫瘤再挑戰(zhàn)實驗證實其可誘導(dǎo)免疫記憶、抑制復(fù)發(fā)，凸顯了聯(lián)合策略的優(yōu)勢。
圖例8：TNVs聯(lián)合抗PD-L1抗體的協(xié)同治療效果
7. 聯(lián)合治療的抗腫瘤機(jī)制解析
為明確聯(lián)合治療的作用機(jī)制，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合組不僅能提升淋巴結(jié)中成熟DC比例，還能重塑腫瘤微環(huán)境，增加抗腫瘤免疫細(xì)胞浸潤、減少免疫抑制細(xì)胞比例，同時上調(diào)血清促炎細(xì)胞因子水平，免疫熒光結(jié)果也驗證了這一免疫調(diào)節(jié)趨勢。
圖例9：聯(lián)合治療的抗腫瘤機(jī)制解析
8. 生物安全性評估
最后，開展生物安全性評估，各治療組小鼠的血常規(guī)、肝腎功能指標(biāo)均無顯著異常，主要器官未出現(xiàn)明顯病理損傷，長期毒性實驗也未發(fā)現(xiàn)安全隱患，最終證實該聯(lián)合治療策略兼具強效抗腫瘤效果與良好的生物安全性。
圖例10：生物安全性評估
知識分享：研究亮點
1 精準(zhǔn)靶向遞送系統(tǒng)：通過甘露糖修飾脂質(zhì)納米顆粒，結(jié)合微流控技術(shù)，實現(xiàn)對抗原呈遞細(xì)胞的特異性靶向，提升mRNA和佐劑的遞送效率與免疫激活效果；
2 協(xié)同抗腫瘤策略：將靶向納米疫苗與抗PD-L1抗體聯(lián)合，前者激活免疫應(yīng)答，后者解除腫瘤免疫抑制，形成協(xié)同效應(yīng)，增強抗腫瘤效果并誘導(dǎo)免疫記憶；
3 多功能納米平臺設(shè)計：同步負(fù)載mRNA抗原與cGAMP佐劑，兼具抗原遞送和免疫刺激功能。
Materials Today Bio (IF 10.2) Pub Date:2024-06-22,DOI: 10.1016/j.mtbio.2024.101136.
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