陈策实团队开发体内原位CAR巨噬细胞治疗乳腺癌新策略

近日,昆明医科大学生物医学工程学院/研究院陈策实团队在肿瘤免疫治疗领域权威期刊Journal for ImmunoTherapy of Cancer(JITC)在线发表题为"In situ generation of proinflammatory CAR macrophages via mRNA-TLR agonist co-delivery for triple-negative breast cancer immunotherapy"的原创研究论文。2025年,团队在国际知名期刊Nano Today发表研究成果,首次提出利用脂质纳米颗粒在体内直接递送Trop2的CAR DNA,实现原位构建CAR巨噬细胞。然而,该前期策略在实体瘤微环境中抗肿瘤效果有限,主要归因于肿瘤免疫抑制微环境显著削弱了CAR巨噬细胞的促炎极化能力,使其难以维持M1型功能状态,进而制约了抗肿瘤活性。针对此瓶颈,研究团队创新构建了一种靶向巨噬细胞的mRNA脂质纳米颗粒递送平台,通过同时递送编码Trop2特异性CAR的mRNA和TLR7/8激动剂R848,实现体内原位生成促炎型CAR巨噬细胞(CAR-M),在三阴性乳腺癌原发灶、术后复发及肺转移模型中均展现出优异的治疗效果,为实体瘤CAR免疫治疗提供了新的技术路线。

嵌合抗原受体(Chimeric Antigen Receptor,CAR)免疫治疗近年来取得了巨大成功,但传统CAR-T及CAR-M治疗均需要复杂的体外细胞制备过程,生产成本高、周期长,同时肿瘤免疫抑制微环境容易使CAR巨噬细胞失去抗肿瘤活性,严重限制了其临床应用。

针对上述问题,研究团队设计了一种甘露糖修饰脂质纳米颗粒(M-LNP)递送系统,可同时递送编码Trop2特异性CAR的mRNA和TLR7/8激动剂R848。该平台利用甘露糖介导巨噬细胞靶向摄取,实现CAR mRNA在肿瘤相关巨噬细胞中的高效表达,同时通过R848持续激活TLR信号通路,使巨噬细胞维持促炎M1型状态,从而实现体内原位构建功能性CAR巨噬细胞。

图1. 体内原位CAR巨噬细胞治疗策略示意图

体外实验结果表明,M-LNP能够优先进入巨噬细胞并高效递送CAR mRNA,实现稳定CAR表达。与单独递送CAR mRNA相比,同时递送R848可显著促进巨噬细胞向M1型极化,提高iNOS等促炎分子表达,降低Arg-1等免疫抑制标志物水平,还可有效促进T细胞增殖及抗肿瘤免疫激活,实现先天免疫与适应性免疫协同作用,为持续抗肿瘤免疫提供保障。

图2. 原位CAR巨噬细胞具有更强抗肿瘤功能。与单独表达CAR相比,协同递送R848能够持续诱导巨噬细胞向M1型极化,提高抗原特异性吞噬能力,同时增强T细胞增殖和免疫激活能力,实现先天免疫和适应性免疫协同抗肿瘤。

研究团队进一步在三阴性乳腺癌小鼠模型、人源化小鼠模型以及肺转移模型中验证了该策略的治疗效果。结果显示,静脉注射M-LNP/CAR+R848后,可在体内持续诱导CAR巨噬细胞生成,并显著促进肿瘤相关巨噬细胞向M1型极化,增强树突状细胞成熟以及CD8? T细胞和NK细胞浸润,重塑肿瘤免疫微环境。不仅显著抑制原发肿瘤生长,而且有效延长肺转移模型生存时间;在人源化三阴性乳腺癌模型中,还明显降低术后肿瘤复发,显示出良好的安全性和临床转化潜力。

图3. 原位CAR巨噬细胞显著抑制三阴性乳腺癌生长和术后复发。M-LNP/CAR+R848治疗后,可持续在体内生成CAR巨噬细胞,显著抑制三阴性乳腺癌生长,促进树突状细胞成熟,提高CD8? T细胞浸润,并有效重塑肿瘤免疫微环境。该策略不仅能够有效抑制肿瘤生长,还可显著降低术后复发。

该研究建立了一种具有良好可控性、可重复给药和非基因组整合风险的新型CAR-M治疗平台,为实体瘤特别是三阴性乳腺癌免疫治疗提供了新的解决方案,也为体内原位免疫细胞工程的发展提供了新的研究思路。

昆明医科大学生物医学工程学院/研究院周靖娥副研究员、硕士研究生胡艺严、高级实验师陈亚娟为论文共同第一作者;昆明医科大学生物医学工程学院/研究院陈策实研究员、李富兵副研究员,华东师范大学孙磊教授、闫志强教授为论文共同通讯作者。

本研究得到国家自然科学基金、云南省基础研究计划重大项目、创新药物研究和发展—国家科技重大专项、云南省乳腺癌靶向肿瘤免疫微环境国际联合实验室等项目资助。

论文doi:10.1136/jitc-2026-015323

供稿:周靖娥;编校:张志毕;审核:陈亚娟、陈策实

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