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Journal for ImmunoTherapy of Cancer
通过mRNA-TLR激动剂共递送原位生成促炎性CAR巨噬细胞用于三阴性乳腺癌免疫治疗

2026-08-03
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Journal for ImmunoTherapy of Cancer | 通过mRNA-TLR激动剂共递送原位生成促炎性CAR巨噬细胞用于三阴性乳腺癌免疫治疗

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该研究为三阴性乳腺癌的免疫治疗提供了可调控、非整合性的在体CAR-M策略,启发了靶向Trop2的巨噬细胞重编程与先天免疫协同激活的实验设计。

 

文献概述

本文《In situ generation of proinflammatory CAR macrophages via mRNA-TLR agonist co-delivery for triple-negative breast cancer immunotherapy》,发表于《Journal for ImmunoTherapy of Cancer》杂志,系统探讨了通过mRNA与TLR激动剂共递送平台在体内原位生成靶向Trop2的促炎性CAR巨噬细胞(CAR-M)的可行性。研究团队开发了一种甘露糖修饰的脂质纳米颗粒(M-LNP),实现对巨噬细胞的高效靶向与mRNA递送,同时共载TLR7/8激动剂R848以维持M1样表型,克服了肿瘤微环境中的免疫抑制问题。该策略在三阴性乳腺癌(TNBC)模型中显著增强抗肿瘤免疫,抑制原发瘤生长与肺转移。研究进一步验证了CAR-M与适应性免疫的协同作用,为实体瘤免疫治疗提供了新路径。

背景知识

三阴性乳腺癌(TNBC)是一种侵袭性强、预后差的乳腺癌亚型,其特征是缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和HER2表达,导致靶向治疗手段有限。三阴性乳腺癌的肿瘤微环境中富含肿瘤相关巨噬细胞(TAMs),这些细胞多呈M2样免疫抑制表型,促进肿瘤进展与转移。尽管CAR-T细胞在血液瘤中取得成功,但其在实体瘤中的疗效受限于浸润能力与持久性。CAR-M疗法因其天然的肿瘤浸润与抗原呈递能力成为新希望,但体外制备复杂且TAMs易被重编程为M2表型,限制了疗效持久性。因此,如何在体内高效生成并维持促炎性CAR-M成为关键瓶颈。现有研究尝试通过基因编辑增强CAR-M的M1极化,但存在持续激活导致毒性或功能衰竭的风险。本研究的切入点在于利用mRNA瞬时表达避免基因组整合风险,并通过共递送TLR激动剂实现时空可控的先天免疫激活,从而在维持抗原特异性的同时重塑免疫抑制微环境。该策略精准针对Trop2——一个在TNBC中高表达的临床验证靶点,为开发安全有效的CAR-M疗法提供了新范式。

 

针对三阴性乳腺癌研究,赛业生物提供HUGO-GT®全基因组人源化小鼠模型,可精准模拟人类基因表达与调控,支持Trop2靶点的临床前验证与药物筛选。结合免疫系统人源化小鼠模型,可用于评估CAR-M疗法在人源免疫环境中的有效性与安全性,加速免疫治疗药物开发。

 

研究方法与核心实验

研究采用甘露糖修饰的脂质纳米颗粒(M-LNP)作为递送平台,用于系统性共递送编码抗Trop2 CAR的mRNA与胆固醇偶联的TLR7/8激动剂R848。该平台在体外使用骨髓来源巨噬细胞(BMDM)和PMA诱导的THP-1细胞验证转染效率与功能。体内实验在4T1-Trop2同源小鼠模型与人源化免疫系统小鼠中进行,评估原发肿瘤生长、术后复发与肺转移模型中的疗效。通过流式细胞术、RNA-seq、免疫荧光与生物发光成像等手段分析CAR表达、巨噬细胞极化状态、T细胞与NK细胞浸润及细胞因子分泌。关键证据显示,M-LNP/CAR+R848显著提升CAR在肿瘤相关巨噬细胞中的表达,并诱导iNOS+ M1表型,同时抑制Arg-1+ M2极化。在功能上,工程化巨噬细胞表现出增强的抗原特异性吞噬活性,并促进CD8+ T细胞增殖与NK细胞浸润,形成协同免疫攻击。此外,药代动力学分析证实R848在LNP中呈缓释模式,减少系统性毒性。

关键结论与观点

  • 系统性给予M-LNP/CAR+R848可在肿瘤相关巨噬细胞中高效表达CAR并维持M1样表型,提示Trop2靶向的CAR-M可被原位生成且功能稳定,为后续CAR-M疗法的优化提供了可调控平台。
  • 工程化巨噬细胞不仅增强抗原特异性吞噬,还促进CD8+ T细胞与NK细胞浸润,表明先天免疫与适应性免疫的协同激活是抗肿瘤效应的关键,指导未来研究应关注免疫网络的系统性重塑。
  • 在同源与人源化模型中,该策略显著抑制原发瘤生长、预防术后复发并延长肺转移小鼠生存期,验证了其在多种临床相关场景下的有效性,支持推进至临床前开发阶段。
  • 功能耗竭实验表明肿瘤控制依赖于巨噬细胞,强调巨噬细胞在该疗法中的核心作用,提示后续机制研究需深入解析CAR-M的持久性与代谢重编程。

研究意义与展望

该研究为三阴性乳腺癌的免疫治疗提供了模块化、可扩展的在体CAR-M生成策略,突破了传统体外制备的复杂性与成本瓶颈。其非整合性mRNA设计降低了插入突变风险,而TLR激动剂的控释增强了安全性,为临床转化奠定了基础。该平台可灵活适配不同CAR靶点或免疫调节货物,支持个性化治疗开发。此外,其在术后复发与转移模型中的显著疗效,提示可用于minimal residual disease(MRD)清除,拓展了免疫治疗的应用窗口。

从药物开发视角,该LNP平台具备良好的可制造性与稳定性,符合GMP生产要求,有望加速IND申报。结合赛业生物在基因编辑动物模型与人源化小鼠构建方面的优势,可利用免疫系统人源化小鼠模型进行更精准的药效与毒性评估。此外,该策略中Trop2作为靶点的验证,为开发同类靶向疗法提供了有力支持,未来可探索其在其他Trop2高表达肿瘤(如肺癌、胰腺癌)中的应用。

 

为支持三阴性乳腺癌的机制研究与药物开发,赛业生物提供多种基因敲除与人源化小鼠模型,包括靶向Trop2的条件性敲入模型。结合表型分析与肿瘤药效评价服务,可系统评估基因功能与治疗响应,助力从靶点发现到临床前验证的全流程研究。

 

结语

本研究通过创新性地整合mRNA递送与TLR激动剂共释放,实现了在体原位生成促炎性CAR巨噬细胞,为三阴性乳腺癌的免疫治疗提供了全新策略。该方法不仅克服了CAR-M在免疫抑制微环境中表型漂移的难题,还通过激活先天与适应性免疫双重通路,显著增强抗肿瘤效应。其模块化设计与可控激活特性,为实体瘤免疫治疗的临床转化提供了坚实基础。从实验室到临床,该研究标志着巨噬细胞免疫疗法从体外工程向体内编程的重要跨越,有望成为三阴性乳腺癌综合治疗体系中的关键支柱。未来研究应聚焦于长期安全性、剂量优化与联合治疗策略,推动该技术进入早期临床试验,惠及更多难治性患者。

 

文献来源:
Jing-E Zhou, Yiyan Hu, Yajuan Chen, Fubing Li, and Ceshi Chen. In situ generation of proinflammatory CAR macrophages via mRNA-TLR agonist co-delivery for triple-negative breast cancer immunotherapy. Journal for Immunotherapy of Cancer.