四川大学华西医院神经外科高祥研究员团队：靶向纳米基因载体传递MIP-3 beta质粒抑制巨噬细胞M2极化治疗肿瘤 - 四川大学华西医院

四川大学华西医院神经外科高祥研究员团队于2020年8月在“Biomaterials”（影响因子10.31，在JCR“生物材料”类别38种期刊中排名第1位）发表文章“Targeted MIP-3 beta plasmid nanoparticles induce dendritic cell maturation and inhibit M2 macrophage polarisation to suppress cancer growth”（长按下方二维码即可阅读全文）

免疫基因治疗是通过载体将外源基因导入机体，提高机体抗肿瘤免疫反应，达到抑制和杀伤肿瘤的目的，是当前肿瘤研究领域的热点。巨噬细胞炎性反应蛋白3β（MIP-3β）作为一种趋化因子，具有趋化和诱导树突状细胞(Dendritic cells,DC)成熟、激活T细胞等多种免疫细胞的功能。基因治疗的关键在于基因载体的设计制备。本研究中我们设计、合成了一种新型叶酸修饰、转染效率高、安全性好的非病毒载体（DOTAP/FA-PEG-PCL-MPEG-PLA，FDMCA），能将MIP-3β基因主动靶向导入叶酸受体高表达的肿瘤细胞，实现肿瘤局部自分泌高浓度MIP-3β蛋白，趋化多种免疫细胞向肿瘤部位浸润，有效激活T细胞、诱导DC细胞成熟并抑制巨噬细胞M2型（促肿瘤型）极化，改善肿瘤免疫微环境，显著抑制小鼠肿瘤的生长及转移，并且无明显器官毒性。越来越多的研究认为，肿瘤产生的免疫逃逸机制导致肿瘤微环境局部免疫抑制，而非全身系统性的免疫抑制。因此，不同于激活全身免疫应答的传统免疫增强疗法，我们通过新型叶酸修饰的非病毒载体将MIP-3β基因靶向导入肿瘤细胞，有效激活肿瘤局部免疫反应的治疗策略具有更好的疗效及更低毒性的优势，避免了全身应用重组MIP-3β蛋白带来的严重不良反应。综上，这项工作制备了一种安全、高效、靶向性好的基因导入系统，系统性的研究了FDMCA纳米粒介导的MIP-3β免疫基因治疗的抗肿瘤效果及对肿瘤免疫微环境的调控，为今后发现高效低毒的肿瘤免疫治疗提供了新思路和新方法。

研究示意图

The schematic illustration of FDMCA transfection and immune activation. Cancer cells were transfected with FDMCA-pMIP-3β and secreted MIP-3β factors to induce immune activation, which prompted lymphocyte proliferation and DCs maturation, as well as inhibition of macrophage polarisation to M2.

专家点评

巩长旸教授: 近几十年来，肿瘤免疫治疗在肿瘤治疗中扮演着相当重要的角色，特别是免疫基因治疗。这种治疗方法是将特定基因导入肿瘤细胞，以调节机体免疫反应，以达到抗肿瘤效果。免疫基因治疗中的基因载体包括病毒载体和非病毒载体，病毒载体免疫源性强；而非病毒载体具有毒性小、免疫源性弱和可修饰等特点，是很好的基因载体，但缺少一定的靶向性。叶酸受体在肿瘤细胞表面高表达，可以作为靶向治疗的靶标，用叶酸修饰非病毒载体，可以提高非病毒载体的靶向性。MIP-3β蛋白因子具有激动免疫功能的作用，因此，本研究旨在，用于治疗肿瘤的研究。高祥研究员团队创新性地设计并构建了一种传递MIP-3β的叶酸修饰的靶向基因载体（FDMCA-pMIP-3β），可以高效转染肿瘤细胞，在体内外递送MIP-3β，并在肿瘤模型中取得了良好的治疗效果。该研究为免疫基因治疗的体内应用提供了理论依据和研究基础。

巩长旸，博士，四川大学华西医院肿瘤生物治疗研究室/生物治疗国家重点实验室研究员、博士生导师，国家自然科学基金优秀青年基金获得者，四川省卫生和健康委员会学术和技术带头人，中国抗癌协会青年理事会理事，中国生物材料学会纳米生物材料分会委员会委员，中国病理生理学会免疫学专业委员会委员，中国医药生物技术协会造影技术分会委员会委员，中国抗癌协会纳米肿瘤学分会青年委员会委员，中国生物医学工程学会纳米医学与工程学分会青年委员会委员，中国生物物理协会纳米生物学分会青年委员会委员。主要研究领域为针对肿瘤治疗的新型自组装基因、疫苗和药物递送系统，以通讯或第一作者在Adv Mater、Adv Funct Mater、ACS Nano、Adv Drug Deliver Rev、Biomaterials等国际学术期刊发表SCI论文80余篇。

作者投稿心得

免疫基因治疗是研究前沿，目前在抗肿瘤研究方面有较多报道。由于非病毒载体缺乏靶向性，其转染效果较低。本文作者针对这一难题，查阅了大量文献，并创新性地设计并构建了可高效传递基因的人工非病毒基因递送系统，实现了高靶向性，并在肿瘤模型治疗中取得了较好的治疗效果。本文发表于生物材料领域著名期刊Biomaterials，该期刊对论文的创新性要求非常高，投稿文章约仅20%可送外审。本文历经四轮修改，七名审稿专家给出了非常有建设性的意见，作者针对审稿专家的意见，补充相应实验验证支撑材料，最终得到了所有审稿专家的认可。

通信作者

高祥，医学博士，研究员，博士生导师。2014年毕业于四川大学获医学博士学位，2015年-2016年在美国耶鲁大学从事博士后研究。现在四川大学华西医院从事肿瘤发生机制、基因治疗、纳米药物治疗等研究工作。目前以第一作者/通讯作者的身份在Acs Central Science、Biomaterials、Theranostics等国际知名学术期刊发表SCI研究论文26篇, 相关工作被Chem Rev，Chem Soc Rev，Adv Drug Deliver Rev，Trends Immunol，ACS Nano，Mol Cell等杂志引用, 申请国家发明专利3项。目前作为负责人获得国家自然科学青年基金1项，四川大学优秀青年学者基金1项, 四川省科技厅重点研发项目1项，作为主要研究人员（任务负责人）参与“新药创制重大专项课题” 一项。近年来，其研究成果和学术水平也得到了国际同行的认可, 作为审稿人参与Acs Nano, Nano Letters, Biomaterials, Theranostics, Nanoscale等国际学术期刊的同行评议工作，同时也在国际杂志Journal of Biomedical Nanotechnology、Scientific Reports等任编委，在Acta Pharmaceutica Sinica B、Chinese Chemical Letters任青年编委。