Journal of Experimental & Clinical Cancer Research
线粒体靶向基因疗法联合化疗治疗三阴性乳腺癌

小赛推荐：

该研究开发了CD276靶向的mAb-Exo-AAV递送系统，联合线粒体靶向基因疗法cmLumiOpto与PARP抑制剂，显著增强三阴性乳腺癌治疗效果，实现肿瘤负荷减少95–100%，并有效抑制转移。

 

文献概述

本文《Combine mitochondrial-targeted gene therapy and chemotherapy to treat triple-negative breast cancer》，发表于《Journal of Experimental & Clinical Cancer Research》杂志，回顾并总结了针对三阴性乳腺癌（TNBC）的新型联合治疗策略。研究通过构建CD276靶向的mAb-Exo-AAV病毒载体，递送线粒体靶向基因疗法cmLumiOpto，并与PARP抑制剂（PARPi）联用，在多种小鼠模型中实现了显著的肿瘤抑制和转移阻断。机制研究表明，该组合疗法可诱导线粒体去极化、DNA损伤累积、免疫细胞浸润及细胞凋亡，展现出强大的协同抗肿瘤效应。整段通顺、有逻辑，结尾用中文句号，段落结尾使用

背景知识

三阴性乳腺癌（TNBC）是一种缺乏雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）和人表皮生长因子受体2（HER2）表达的侵袭性乳腺癌亚型，占所有乳腺癌病例的15–20%。由于缺乏明确的治疗靶点，TNBC主要依赖化疗，但常出现耐药、高复发率和早期转移，预后较差。近年来，PARP抑制剂（PARPi）被批准用于携带BRCA1/2突变的TNBC患者，但总体响应率仅约20–24%，限制了其广泛应用。线粒体作为细胞能量与凋亡调控中心，其膜电位（ΔΨm）的破坏可触发不可逆的细胞死亡，成为潜在治疗靶点。研究团队此前开发了cmLumiOpto系统，利用纳米荧光素酶驱动光控阳离子通道，实现线粒体靶向去极化，但缺乏高效且特异的体内递送系统。此前基于EGFR的靶向载体存在正常组织表达风险，导致脱靶毒性。CD276（B7-H3）是一种免疫检查点分子，在超过80%的乳腺癌中高表达，而在正常组织中表达有限，是理想的肿瘤特异性靶点。本研究基于此构建了CD276单抗修饰的外泌体相关腺相关病毒（mAb-Exo-AAV）载体，实现cmLumiOpto的精准递送，并与PARPi联用，旨在通过双重机制增强疗效。该策略结合了基因治疗的靶向性与化疗的系统性作用，有望克服现有治疗局限，提升TNBC患者的生存率。段落结尾使用

 

提供高纯度、高滴度、多种血清型的AAV现货病毒，包含EGFP、mCherry、Luciferase荧光蛋白、Cre重组酶、GCaMP6f钙指示、化学遗传及光遗传等工具酶，支持多种规格和快速发货，适用于基因治疗、神经科学研究和光遗传学研究。

了解更多

 

研究方法与实验

研究首先通过生物信息学分析TCGA数据库，确认CD276在TNBC组织中的高表达，并利用Western blot和免疫组化在细胞系和患者样本中验证其表达水平。随后，构建CD276单克隆抗体（mAb）并偶联至外泌体相关腺相关病毒（Exo-AAV），形成mAb-Exo-AAV复合物，用于靶向递送cmLumiOpto基因。该载体的粒径、形态、纯度和包装效率通过纳米颗粒追踪分析（NTA）、透射电镜（TEM）和Western blot进行表征。体外实验中，通过流式细胞术和共聚焦显微镜评估mAb-Exo-AAV在多种TNBC细胞系中的结合与内化效率，并检测cmLumiOpto的功能表达及与PARPi的协同细胞毒性。在动物模型方面，研究建立了四种TNBC小鼠模型，包括细胞系来源异种移植（CDX）、患者来源异种移植（PDX）以及免疫功能正常和缺陷的转移模型，用于评估治疗效果。通过活体成像（IVIS）监测肿瘤生长与转移，结合肿瘤体积测量和组织病理学分析（H&E、IHC）评估疗效。机制层面，采用Seahorse代谢分析检测线粒体功能，Luminex多因子检测肿瘤微环境中的细胞因子分泌，RNA-seq分析差异基因表达及信号通路变化，进一步揭示治疗的分子机制。

关键结论与观点

• CD276在TNBC中广泛高表达，而在多种正常组织中表达极低，是理想的肿瘤靶向递送靶点
• CD276 mAb-Exo-AAV系统可高效、特异性地靶向人源和鼠源TNBC细胞，实现cmLumiOpto基因的高效转导与功能表达
• cmLumiOpto与PARP抑制剂（PARPi）在体外表现出显著协同细胞毒性，尤其在高剂量组合下效果更优
• 在四种TNBC小鼠模型中，cmLumiOpto/PARPi联合治疗实现95–100%的肿瘤负荷减少，显著优于单药治疗
• 联合疗法有效抑制TNBC的肺转移，在免疫功能正常和缺陷模型中均观察到完全阻断效果
• 机制研究表明，治疗导致线粒体膜电位崩溃、细胞色素c释放、OCR显著下降，引发线粒体功能障碍
• 肿瘤微环境中DNA损伤响应通路被抑制，Wnt、TGF-β、FGFR等促转移信号通路下调
• 联合治疗激活抗肿瘤免疫，表现为NK细胞、T细胞和巨噬细胞浸润增加，IFN-γ、IL-12等细胞因子分泌上调
• CD276 mAb本身可能通过阻断免疫检查点功能，增强抗肿瘤免疫反应，形成多机制协同作用
• 在测试剂量下，治疗未引起显著体重变化或主要器官毒性，表明其良好的安全性

研究意义与展望

该研究提出了一种创新的TNBC治疗策略，通过CD276靶向的基因-化疗联合疗法，实现了高效、特异且低毒的抗肿瘤效果。其核心优势在于利用mAb-Exo-AAV实现肿瘤特异性基因递送，避免脱靶效应，同时cmLumiOpto与PARPi的协同作用可放大DNA损伤与细胞死亡，克服耐药机制。此外，治疗还重塑了肿瘤免疫微环境，促进免疫细胞浸润，可能增强长期免疫记忆，防止复发。这一多机制协同策略为TNBC治疗提供了新方向，尤其适用于对现有疗法无响应的患者。

未来研究可进一步探索该系统在其他CD276高表达肿瘤中的应用，如肺癌、前列腺癌等。同时，优化给药方案、探索与其他免疫疗法（如PD-1/PD-L1抑制剂）的三联疗法，可能进一步提升疗效。此外，推动该技术向临床转化，开展毒理学和药代动力学研究，将是实现其临床应用的关键步骤。该平台技术也为其他难治性癌症的靶向基因治疗提供了可借鉴的范式。

 

提供多种肿瘤细胞系的体内移植药效模型构建服务，涵盖皮下、静脉或原位接种，支持人源和鼠源多种肿瘤类型，已验证细胞系超200种，适用于肿瘤药效评价、药物筛选与肿瘤免疫治疗研究。

了解更多

 

结语

本研究成功开发并验证了一种基于CD276靶向的mAb-Exo-AAV递送系统，用于联合线粒体靶向基因疗法cmLumiOpto与PARP抑制剂治疗三阴性乳腺癌。该策略在多种小鼠模型中展现出卓越的抗肿瘤与抗转移效果，肿瘤负荷减少达95–100%，且安全性良好。机制上，治疗通过诱导线粒体功能障碍、累积DNA损伤、抑制促转移信号通路，并激活抗肿瘤免疫微环境，实现多维度协同杀伤。该研究不仅为三阴性乳腺癌提供了极具潜力的新型治疗方案，也为靶向基因-化疗联合疗法的开发提供了重要范例。其创新的递送系统与多机制协同作用模式，有望推动难治性癌症的精准治疗发展，具有重要的转化医学价值。

 

Tanvi Varadkar, Zhuoxin Zora Zhou, Jiashuai Zhang, Lufang Zhou, and Xiaoguang Margaret Liu. Combine mitochondrial-targeted gene therapy and chemotherapy to treat triple-negative breast cancer. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research : CR.