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论文解读 | 近岸蛋白助力体外诱导分化BMDCs激活免疫反应:自佐剂细菌水凝胶系统(AAM)开辟肿瘤免疫治疗新领域

作者:苏州近岸蛋白质科技股份有限公司 2025-02-06T00:00 (访问量:463)

近年来,免疫治疗在癌症治疗中取得了显著进展,但其疗效受到免疫系统协调失调的限制。特别是肿瘤引流淋巴结(TDLNs)在肿瘤免疫反应中的关键作用常常被忽视。TDLNs是树突状细胞(DCs)捕捉和呈递肿瘤抗原的重要场所,能够启动T细胞的激活,从而触发抗肿瘤免疫反应。为了克服免疫治疗中的这一限制,研究人员亟需开发新策略,将TDLNs与肿瘤免疫联合应用,从而增强免疫反应并提高治疗效果。研究表明,维生素E(VE)通过抑制Src同源区2结构域含酪氨酸磷酸酶1(SHP1)检查点来激活DCs,从而增强抗肿瘤免疫反应并提高T细胞活性。因此,靶向抑制SHP1被认为是增强肿瘤免疫反应的一个有效策略。

 

2024年10月9日上海交通大学药学院沈琦研究团队在著名学术期刊《Advanced Functional Materials》发表了题为“Self-adjuvanting bacteria hydrogel for SHP1 checkpoint inhibition in tumor-draining lymph nodes to enhance cancer immunotherapy”的研究成果。作者首次开发了一种自佐剂细菌水凝胶系统(AraGel@ARB/MHV,AAM),将负载VE的甘露糖修饰介孔普鲁士蓝纳米粒(Man/HMPB(VE),MHV)阿拉伯糖响应工程菌(ARB)装载于阿拉伯糖水凝胶(AraGel)中,通过靶向抑制TDLNs中DCs里的SHP1免疫检查点,并增强肿瘤细胞因子效应,协同诱导抗肿瘤免疫反应,为安全而有效的抗肿瘤免疫治疗提供了一种创新策略。
作者设计的AAM水凝胶系统结合了多个机制,旨在通过增强树突状细胞(DCs)的免疫活性,提升肿瘤免疫治疗效果。作者从小鼠骨髓中提取细胞,体外诱导分化为骨髓源性树突状细胞(Bone Marrow-Derived Dendritic Cells,BMDCs),诱导中使用了重组小鼠GM-CSF和小鼠IL-4(详细操作步骤见后)。BMDCs的制备方法相对简单,产量较高,可冷冻保存,并且可以从转基因小鼠株中获取。通过此方法,每只小鼠可获得约30×10⁶ CD11c阳性细胞的同质群体,这些细胞具有DCs的多种特性。虽然BMDCs与体内的天然DCs群体并不完全一致,但它们已广泛用于研究DCs的功能与特性。
作者首先用BMDCs来测试MHV的效应。结果表明,MHV能够通过甘露糖受体靶向BMDCs,并通过温和的光热效应诱导肿瘤细胞发生免疫原性细胞死亡(ICD),释放肿瘤抗原,激活BMDCs。DCs表面活化标志物CD80、CD86的表达显著增加,证明了MHV能够有效激活BMDCs。此外,VE的递送抑制了BMDCs内SHP1的表达,从而增强了BMDCs的抗原呈递能力。
为了进一步增强免疫反应,作者设计了L-阿拉伯糖(L-Ara)启动的基因回路,使得ARB能够持续表达IL-15,有效地促进了免疫细胞的活性。IL-15是一种促进免疫细胞增殖和活化的重要细胞因子,能够显著增强T细胞、CTLs和NK细胞的免疫反应。作者通过免疫细胞分析和流式细胞术验证,IL-15的持续表达显著促进了T细胞的增殖,增强了CTLs和NK细胞在肿瘤部位的浸润和活化。
作者还在小鼠乳腺癌模型中验证了AAM水凝胶系统的抗肿瘤效果。结果显示,AAM能够显著抑制肿瘤的生长,并增强肿瘤免疫反应。免疫细胞浸润分析表明,T细胞和NK细胞在肿瘤部位的浸润量显著增加,这表明AAM能够有效激活免疫反应,增强抗肿瘤免疫能力。通过RNA测序分析,作者揭示了AAM对免疫相关基因和信号通路的激活,进一步证明了其通过多个免疫机制协同作用,显著提高了抗肿瘤免疫效果。
AAM水凝胶系统通过温和光热效应诱导肿瘤ICD、VE递送抑制SHP1免疫检查点、IL-15递送增强T细胞和NK细胞的活性等多种机制协同作用,有效提高了肿瘤免疫反应,显著增强了肿瘤免疫治疗的效果。该研究展示了AAM作为肿瘤免疫治疗手段的广泛潜力,为未来的肿瘤免疫治疗开辟了新的方向,具有广阔的临床应用前景。

 

诱导小鼠BMDCs的操作步骤

实验材料

6-8周龄C57BL/6小鼠、解剖用的剪刀和钳子、磷酸盐缓冲液(PBS)、15 ml和50 ml离心管、1 ml注射器、70 μm细胞过滤器、BMDCs培养基:RPMI1640,10% 胎牛血清,100 μ/mL青霉素,100 μg/ml链霉素,GM-CSF(20 ng/ml)和IL-4(10 ng/ml)、血细胞计数板、细胞培养皿或培养板。

 

实验步骤

取适当周龄的C57BL/6健康雌鼠,颈椎脱臼处死后浸泡于75%的酒精中,放入超净工作台中表面灭菌15 min。剪下双侧腿骨保留髋关节和踝关节,去除胫骨和股骨表面皮肤及肌肉组织;

按照75%乙醇-PBS-无血清RPMI1640培养基顺序洗涤后,剪断胫骨和股骨露出骨髓。使用1 ml无菌注射器吸取无血清RPMI1640 培养基冲洗骨髓腔,直至骨髓发白;

收集的细胞悬液经70 μm无菌滤网过滤,在4 ℃条件下1000 rpm离心5 min,弃上清;

沉淀中加入3 ml红细胞裂解液,静置3 min,加入9 ml无血清RPMI1640培养基终止裂红,4 ℃条件下1000 rpm离心5 min,弃上清;

使用含GM-CSF和IL-4的完全培养基培养。在第2、4、6 天半量换液,在第7天收集诱导后的BMDCs用于后续实验。流式细胞术检测CD11c阳性细胞的百分比,确认诱导效果。

在使用GM-CSF和IL-4诱导7天后的骨髓来源细胞中,CD11c阳性细胞的百分比。

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