中国药科大学孙敏捷/浙江大学顾臻开发新的蛋白质递送方法，增强癌症免疫治疗

直接将治疗蛋白运送到细胞内靶点仍然是一个巨大的挑战。

2022年11月18日，中国药科大学孙敏捷及浙江大学顾臻共同通讯在Science Advances（IF=15）在线发表题为“Pore forming–mediated intracellular protein delivery for enhanced cancer immunotherapy”的研究论文，该研究利用CD8+ T细胞在细胞膜上开孔，开发了一种细胞内蛋白质递送的方法。

该研究利用CD8+ T细胞在肿瘤细胞的质膜上形成孔，使核糖核酸酶A (RNase A)和颗粒酶B灌注到细胞内，从而通过激活caspase 3和gasdermin E通路，有效诱导肿瘤凋亡和焦亡，增强CD8+ T细胞介导的免疫治疗。然后，将RNase A、程序性细胞死亡配体1抗体和光热剂加载到可注射水凝胶中治疗低免疫原性小鼠乳腺癌。值得注意的是，三个疗程的激光照射诱导了有效的细胞凋亡和免疫激活，治疗效果显著，75%的肿瘤被切除而没有复发。

蛋白质药物已被应用于治疗多种疾病，包括糖尿病，炎症和癌症。商业化的蛋白质疗法主要针对细胞外空间。到目前为止，一些策略，如形成脂质或聚合物递送系统或应用电穿孔技术已被开发来解决这些问题。尽管蛋白质药物与载体的组装可能导致蛋白质变性，但电穿孔技术所需的特定器件在体内应用受到限制。因此，迫切需要开发更好的临床转译方法，以实现高效的细胞内蛋白传递。

CD8+ T细胞或自然杀伤(NK)细胞分泌穿孔素(PRF)来发挥其细胞毒性。PRF可以插入细胞膜，在靶细胞上形成多个跨膜孔。这些孔的大小一般大于10 nm，而通常应用的蛋白质药物在1-10 nm之间，所以蛋白质可以直接通过孔进入细胞内空间。CD8+ T细胞是抗肿瘤免疫反应的主要介质，许多方法被开发用于将CD8+ T细胞引入肿瘤，包括疫苗、光热疗法(PTT)、光动力疗法、化疗或放疗。其中，PTT通过诱导肿瘤细胞的免疫原性细胞死亡(ICD)，使“冷”的肿瘤变“热”，促进CD8+ T细胞在肿瘤组织中的启动和浸润，能够引发强烈的抗肿瘤免疫反应。

机理模式图（图源自Science Advances ）

本研究利用CD8+ T细胞诱导的质膜孔促进蛋白的胞内传递，实现协同抗肿瘤作用。本设计采用疏水光敏剂IR780包被人血清白蛋白(HSA@IR780, HIR780)、核糖核酸酶A (RNase A)和poloxamer 407 (P407)/α-环糊精(α-CD)，经瘤内注射原位凝胶化。在激光照射下，45°C的温和光热效应可以诱导ICD并激活免疫反应，同时最大限度地减少包被蛋白疗法的变性和对正常组织的组织损伤。

高温可以触发水凝胶的分解，加速RNase A的释放。然后，活化的CD8+ T细胞分泌PRF在肿瘤细胞膜上形成孔，使RNase A灌注到细胞内，降解细胞内RNA，进而激活caspase 3 (Cas 3)通路，杀死肿瘤细胞。CD8+ T细胞介导的细胞内蛋白传递所形成的孔可以指导癌症免疫治疗的临床用药，也可以加快靶向蛋白药物向细胞内靶向的临床转化。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq4659

转自：“iNature”微信公众号

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