論文解讀 | 近岸蛋白助力體外誘導分化BMDCs激活免疫反應:自佐劑細菌水凝膠系統(AAM)開辟腫瘤免疫治療新領域-技術前沿-資訊-生物在線

論文解讀 | 近岸蛋白助力體外誘導分化BMDCs激活免疫反應:自佐劑細菌水凝膠系統(AAM)開辟腫瘤免疫治療新領域

作者:蘇州近岸蛋白質科技股份有限公司 2025-02-06T00:00 (訪問量:27185)

近年來,免疫治療在癌癥治療中取得了顯著進展,但其療效受到免疫系統協調失調的限制。特別是腫瘤引流淋巴結(TDLNs)在腫瘤免疫反應中的關鍵作用常常被忽視。TDLNs是樹突狀細胞(DCs)捕捉和呈遞腫瘤抗原的重要場所,能夠啟動T細胞的激活,從而觸發抗腫瘤免疫反應。為了克服免疫治療中的這一限制,研究人員亟需開發新策略,將TDLNs與腫瘤免疫聯合應用,從而增強免疫反應并提高治療效果。研究表明,維生素E(VE)通過抑制Src同源區2結構域含酪氨酸磷酸酶1(SHP1)檢查點來激活DCs,從而增強抗腫瘤免疫反應并提高T細胞活性。因此,靶向抑制SHP1被認為是增強腫瘤免疫反應的一個有效策略。

 

2024年10月9日,上海交通大學藥學院沈琦研究團隊在著名學術期刊《Advanced Functional Materials》發表了題為“Self-adjuvanting bacteria hydrogel for SHP1 checkpoint inhibition in tumor-draining lymph nodes to enhance cancer immunotherapy”的研究成果。作者首次開發了一種自佐劑細菌水凝膠系統(AraGel@ARB/MHV,AAM),將負載VE的甘露糖修飾介孔普魯士藍納米粒(Man/HMPB(VE),MHV)阿拉伯糖響應工程菌(ARB)裝載于阿拉伯糖水凝膠(AraGel)中,通過靶向抑制TDLNs中DCs里的SHP1免疫檢查點,并增強腫瘤細胞因子效應,協同誘導抗腫瘤免疫反應,為安全而有效的抗腫瘤免疫治療提供了一種創新策略。
作者設計的AAM水凝膠系統結合了多個機制,旨在通過增強樹突狀細胞(DCs)的免疫活性,提升腫瘤免疫治療效果。作者從小鼠骨髓中提取細胞,體外誘導分化為骨髓源性樹突狀細胞(Bone Marrow-Derived Dendritic Cells,BMDCs),誘導中使用了重組小鼠GM-CSF和小鼠IL-4(詳細操作步驟見后)。BMDCs的制備方法相對簡單,產量較高,可冷凍保存,并且可以從轉基因小鼠株中獲取。通過此方法,每只小鼠可獲得約30×10? CD11c陽性細胞的同質群體,這些細胞具有DCs的多種特性。雖然BMDCs與體內的天然DCs群體并不完全一致,但它們已廣泛用于研究DCs的功能與特性。
作者首先用BMDCs來測試MHV的效應。結果表明,MHV能夠通過甘露糖受體靶向BMDCs,并通過溫和的光熱效應誘導腫瘤細胞發生免疫原性細胞死亡(ICD),釋放腫瘤抗原,激活BMDCs。DCs表面活化標志物CD80、CD86的表達顯著增加,證明了MHV能夠有效激活BMDCs。此外,VE的遞送抑制了BMDCs內SHP1的表達,從而增強了BMDCs的抗原呈遞能力。
為了進一步增強免疫反應,作者設計了L-阿拉伯糖(L-Ara)啟動的基因回路,使得ARB能夠持續表達IL-15,有效地促進了免疫細胞的活性。IL-15是一種促進免疫細胞增殖和活化的重要細胞因子,能夠顯著增強T細胞、CTLs和NK細胞的免疫反應。作者通過免疫細胞分析和流式細胞術驗證,IL-15的持續表達顯著促進了T細胞的增殖,增強了CTLs和NK細胞在腫瘤部位的浸潤和活化。
作者還在小鼠乳腺癌模型中驗證了AAM水凝膠系統的抗腫瘤效果。結果顯示,AAM能夠顯著抑制腫瘤的生長,并增強腫瘤免疫反應。免疫細胞浸潤分析表明,T細胞和NK細胞在腫瘤部位的浸潤量顯著增加,這表明AAM能夠有效激活免疫反應,增強抗腫瘤免疫能力。通過RNA測序分析,作者揭示了AAM對免疫相關基因和信號通路的激活,進一步證明了其通過多個免疫機制協同作用,顯著提高了抗腫瘤免疫效果。
AAM水凝膠系統通過溫和光熱效應誘導腫瘤ICD、VE遞送抑制SHP1免疫檢查點、IL-15遞送增強T細胞和NK細胞的活性等多種機制協同作用,有效提高了腫瘤免疫反應,顯著增強了腫瘤免疫治療的效果。該研究展示了AAM作為腫瘤免疫治療手段的廣泛潛力,為未來的腫瘤免疫治療開辟了新的方向,具有廣闊的臨床應用前景。

 

誘導小鼠BMDCs的操作步驟

實驗材料

6-8周齡C57BL/6小鼠、解剖用的剪刀和鉗子、磷酸鹽緩沖液(PBS)、15 ml和50 ml離心管、1 ml注射器、70 μm細胞過濾器、BMDCs培養基:RPMI1640,10% 胎牛血清,100 μ/mL青霉素,100 μg/ml鏈霉素,GM-CSF(20 ng/ml)和IL-4(10 ng/ml)、血細胞計數板、細胞培養皿或培養板。

 

實驗步驟

取適當周齡的C57BL/6健康雌鼠,頸椎脫臼處死后浸泡于75%的酒精中,放入超凈工作臺中表面滅菌15 min。剪下雙側腿骨保留髖關節和踝關節,去除脛骨和股骨表面皮膚及肌肉組織;

按照75%乙醇-PBS-無血清RPMI1640培養基順序洗滌后,剪斷脛骨和股骨露出骨髓。使用1 ml無菌注射器吸取無血清RPMI1640 培養基沖洗骨髓腔,直至骨髓發白;

收集的細胞懸液經70 μm無菌濾網過濾,在4 ℃條件下1000 rpm離心5 min,棄上清;

沉淀中加入3 ml紅細胞裂解液,靜置3 min,加入9 ml無血清RPMI1640培養基終止裂紅,4 ℃條件下1000 rpm離心5 min,棄上清;

使用含GM-CSF和IL-4的完全培養基培養。在第2、4、6 天半量換液,在第7天收集誘導后的BMDCs用于后續實驗。流式細胞術檢測CD11c陽性細胞的百分比,確認誘導效果。

在使用GM-CSF和IL-4誘導7天后的骨髓來源細胞中,CD11c陽性細胞的百分比。

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