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巨噬細胞在抗腫瘤免疫中發揮著核心作用，使其成為基因治療策略的一個有吸引力的靶點。然而，巨噬細胞很難轉染，因為核酸傳感器可以觸發外源質粒DNA的降解。

2025年1月15日，浙江大學平淵團隊在Science Translational Medicine（IF=15.8）在線發表題為“High-resolution, noninvasive single-cell lineage tracing in mice and humans based on DNA methylation epimutations”的研究論文，該研究開發了一個巨噬細胞特異性編輯(MAGE)系統，通過該系統，編碼CasRx編輯器的緊湊質粒DNA可以通過聚(β-氨基酯)(PBAE)載體遞送到巨噬細胞，以繞過DNA傳感器，并在體外和體內實現RNA編輯。

研究人員鑒定了一種具有1-(2-氨基乙基)4-甲基哌嗪封端(PBAE29)的四臂分支PBAE，其能夠實現高效的巨噬細胞轉染。與傳統的脂質體轉染或電穿孔介導的質粒遞送相比，PBAE29介導的培養的巨噬細胞的轉染刺激較少的炎性細胞因子產生和炎性小體活化。通過微環質粒遞送CasRx，轉染效率進一步提高。MAGE系統結合了一層羧基化甘露聚糖涂層，以靶向巨噬細胞甘露糖受體和巨噬細胞特異性啟動子，以增強選擇性。CasRx與靶向唾液酸結合免疫球蛋白(類似于凝集素10)和信號調節蛋白α表達的轉錄物的指導RNA一起遞送，導致有效的蛋白敲除，改善巨噬細胞吞噬作用。MAGE系統還顯示出在小鼠腫瘤模型中靶向體內巨噬細胞、刺激抗腫瘤免疫反應和減少腫瘤體積的功效，包括人源化小鼠中患者來源的胰腺癌異種移植物。總之，MAGE系統為體內巨噬細胞特異性遞送RNA編輯工具提供了一個有前途的平臺，可用于癌癥治療。

針對先天和適應性免疫檢查點的癌癥免疫療法已顯示出治療惡性腫瘤的潛力。阻斷吞噬檢查點可能是一種有效的免疫治療策略，因為癌細胞過度表達抗吞噬細胞蛋白，如CD47、CD24和PD-L1。然而，在目前的治療中，拮抗CD47-信號調節蛋白α (SIRPα)軸來阻斷吞噬檢查點會導致副作用，因為CD47在非惡性細胞中普遍表達。作為替代方案，特異性靶向巨噬細胞上的SIRPα受體可能更安全，但體內巨噬細胞特異性靶向仍然具有挑戰性，特別是在實體瘤中。因為不是所有的癌細胞都過度表達CD47，同時阻斷巨噬細胞上的其他受體和SIRPα可能是必要的。

最近的研究表明，CD24是一種有效的抗噬細胞信號，它通過與唾液酸結合免疫球蛋白(Ig)樣凝集素10 (Siglec-10或Sig10)受體的相互作用，促進腫瘤細胞的免疫逃避，這些受體由腫瘤相關巨噬細胞(TAMs)過度表達。因此，阻斷CD24-Sig10軸可以增強CD24+腫瘤細胞的清除，從而為治療CD24過表達的不同類型的腫瘤提供分子基礎。

與基于抗體的療法相比，將編碼分子剪刀如Cas9或CasRx editor的質粒DNA轉染到巨噬細胞中是一種有希望的基因敲除或吞噬檢查點mRNA敲除的方式。盡管有早期的努力，有效和可靠的質粒DNA轉染入巨噬細胞，這被稱為難以轉染的細胞，仍然具有挑戰性和難以捉摸。通過各種轉染方法引入外源基因可觸發胞質核酸傳感器，該傳感器可降解巨噬細胞內的外源基因或甚至導致巨噬細胞死亡。這些胞質核酸傳感器包括黑色素瘤2缺失(AIM2)、環磷酸鳥苷-腺苷單磷酸合酶(cGAS)-干擾素基因刺激因子(STING)途徑，以及其他可以檢測外源雙鏈DNA、降解質粒DNA并誘導巨噬細胞促炎反應的炎癥小體。

機理模式圖（圖源自Science Translational Medicine）

因此，這些核酸感應信號級聯的激活通常會導致巨噬細胞轉染的失敗，特別是對于暴露于免疫或炎癥刺激后的活化巨噬細胞。先前的研究表明，減少質粒大小可以提高轉染效率，表明質粒大小也可能是與促炎反應相關的關鍵因素。抑制這種促炎反應可能有助于將基因有效轉移到巨噬細胞中用于癌癥免疫治療。

在該研究中，研究人員開發了一種巨噬細胞特異性編輯(MAGE)策略，該策略利用聚(β氨基酯)(PBAE)的獨特結構來減少對引入的核酸的促炎反應，并利用微環(MC)技術來減少質粒DNA的大小，以改善巨噬細胞的轉染。MAGE納米系統包含編碼基因的MC質粒載體編輯器與從123個PBAE的庫中篩選出的支化PBAE聚合物復合。研究人員確定了用于巨噬細胞轉染的最佳PBAEs，并評估了質粒大小如何影響促炎反應。該研究用一層羧化甘露聚糖(ManC)涂層設計了MAGE系統，以靶向巨噬細胞的甘露糖受體1和巨噬細胞特異性啟動子，這樣腹膜內給藥使巨噬細胞能夠在體內靶向。使用表達CasRx和向導RNA (gRNA)的質粒敲除Sig10和Sirpα，表明同時靶向巨噬細胞Sig10和SIRPα產生了更有效的抗腫瘤免疫反應。該治療提高了TAMs、腹腔巨噬細胞(PMs)和組織常駐巨噬細胞的吞噬活性，誘導了更強的腫瘤特異性免疫反應，這大大增強了多種腫瘤模型的治療效果。

參考消息：

https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adl5800

來源：iNature

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