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细胞表面锚定的核酸治疗程序在增强细胞治疗中的应用

期刊:Advanced MaterialsDOI:10.1002/adma.202419969

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是对该研究的学术报告:

作者及研究机构

该研究的主要作者包括Mengqian Gao、Yingyu Liu、Lei Zhao、Jin Chen、Wenjun Wan、Ze Yuan、Lingyu Li、Yulun Huang、Yajun Wang和Yiran Zheng。研究机构包括苏州大学第四附属医院、苏州大学药学院、中国科学院杭州医学研究所等。该研究发表在期刊Advanced Materials上,预计于2025年发表。

学术背景

该研究的主要科学领域是肿瘤免疫治疗,特别是针对实体瘤的过继性T细胞疗法(Adoptive T Cell Therapy, ACT)。ACT在治疗血液系统恶性肿瘤方面已显示出显著效果,但在实体瘤中的应用受到肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)的免疫抑制特性的限制。肿瘤微环境中的腺苷(Adenosine, Ado)PD-1/PD-L1信号通路是抑制T细胞功能的主要机制。尽管已有研究通过系统性给药免疫刺激剂来增强ACT的效果,但这些方法往往存在支持不足和系统性毒性问题。因此,该研究旨在开发一种细胞表面锚定的核酸疗法(Nucleic Acid Therapeutics, NATs),通过同时阻断腺苷和PD-1/PD-L1通路来增强ACT的效果。

研究流程

该研究包括以下几个主要步骤:

  1. 设计与合成NATs:研究团队设计并合成了两种NATs,分别是靶向PD-L1的DNA适配体(aptPD-L1)和靶向ATP的DNA适配体(aptATP)。这两种适配体通过部分杂交形成双链结构(aptDual),并进一步通过二酰基脂质(DSPE)修饰使其能够锚定在细胞表面。

  2. 体外验证NATs的功能:研究团队首先在体外验证了aptATP和aptPD-L1的功能。aptATP能够有效清除细胞外ATP及其代谢产物腺苷,从而逆转腺苷介导的免疫抑制。aptPD-L1则能够有效结合表达PD-L1的肿瘤细胞。此外,研究团队还验证了aptDual在ATP存在下的解离能力,证明其在肿瘤微环境中能够响应性地释放aptPD-L1。

  3. 细胞表面锚定与功能验证:研究团队将aptDual锚定在T细胞表面,形成“背包”结构(aptDual@T),并在体外验证了其功能。结果显示,aptDual@T能够在ATP存在下解离并释放aptPD-L1,同时清除细胞外ATP和腺苷,从而增强T细胞的抗肿瘤功能。

  4. 体内实验:研究团队在多个小鼠实体瘤模型中进行了体内实验,评估了aptDual@T的效果。结果显示,aptDual@T显著增加了肿瘤浸润性T细胞的数量和功能,并显著增强了TCR-T和CAR-T细胞的抗肿瘤效果。特别是在免疫“冷”肿瘤模型中,aptDual@T也显示出显著的治疗效果。

  5. 长期疗效与安全性评估:研究团队还评估了aptDual@T的长期疗效和安全性。结果显示,aptDual@T不仅能够显著抑制肿瘤生长,还能够诱导持久的免疫记忆,防止肿瘤复发。此外,aptDual@T并未引起明显的系统性毒性。

主要结果

  1. 体外功能验证:aptATP能够有效清除细胞外ATP和腺苷,逆转腺苷介导的免疫抑制。aptPD-L1能够有效结合表达PD-L1的肿瘤细胞。aptDual在ATP存在下能够响应性地解离并释放aptPD-L1。

  2. 细胞表面锚定与功能验证:aptDual@T能够在ATP存在下解离并释放aptPD-L1,同时清除细胞外ATP和腺苷,显著增强T细胞的抗肿瘤功能。

  3. 体内实验:aptDual@T显著增加了肿瘤浸润性T细胞的数量和功能,并显著增强了TCR-T和CAR-T细胞的抗肿瘤效果。在免疫“冷”肿瘤模型中,aptDual@T也显示出显著的治疗效果。

  4. 长期疗效与安全性评估:aptDual@T不仅能够显著抑制肿瘤生长,还能够诱导持久的免疫记忆,防止肿瘤复发。此外,aptDual@T并未引起明显的系统性毒性。

结论

该研究开发了一种新型的细胞表面锚定核酸疗法(aptDual@T),通过同时阻断腺苷和PD-1/PD-L1通路,显著增强了过继性T细胞疗法(ACT)在实体瘤中的效果。aptDual@T不仅显著增加了肿瘤浸润性T细胞的数量和功能,还能够诱导持久的免疫记忆,防止肿瘤复发。该研究为实体瘤的免疫治疗提供了一种新的策略,具有重要的科学价值和临床应用前景。

研究亮点

  1. 创新性方法:该研究首次将细胞表面锚定核酸疗法应用于增强ACT,通过同时阻断腺苷和PD-1/PD-L1通路,显著提高了治疗效果。
  2. 显著的抗肿瘤效果:aptDual@T在多个小鼠实体瘤模型中显示出显著的治疗效果,特别是在免疫“冷”肿瘤模型中。
  3. 持久的免疫记忆:aptDual@T不仅能够显著抑制肿瘤生长,还能够诱导持久的免疫记忆,防止肿瘤复发。
  4. 安全性:aptDual@T并未引起明显的系统性毒性,显示出良好的安全性。

其他有价值的内容

该研究还详细探讨了aptDual@T的作用机制,包括其在肿瘤微环境中的响应性解离、ATP清除以及PD-1/PD-L1阻断的协同作用。此外,研究团队还开发了一种新型的细胞表面锚定技术,为未来的肿瘤靶向治疗提供了新的思路。

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