细胞外囊泡（EVs）不仅仅是一种细胞废物处理系统，更重要的是能够用于肿瘤免疫治疗中。来自韩国SHIFTBIO公司和高丽大学的研究人员使用巴菲霉素A1破坏细胞的溶酶体功能并使其表达呼吸道合胞病毒融合蛋白RSVF，将错误折叠蛋白（MPs）装载入该细胞分泌的EV中，制成工程化的强效溶瘤性EV（bRSVF - EV）。结果显示，利用这种肿瘤靶向溶瘤性EV直接递送MPs来增加肿瘤细胞的免疫原性，是一种增强抗肿瘤免疫的有希望的方法。相关内容以“Harnessing Oncolytic Extracellular Vesicles for Tumor Cell-Preferential Cytoplasmic Delivery of Misfolded Proteins for Cancer Immunotherapy”为题于5月24日在线发表在国际纳米材料学领域学术期刊Small杂志上。
图：表达RSVF的EV表征。图中展示了bRSVF-EV的工作流程示意图，BafA1处理增加了EV中RSVF的表达，上调了MPs。RSVF介导的EV内容物转移到肿瘤细胞中，诱导内质网应激，导致肿瘤细胞的ICD和有效的抗肿瘤免疫效应。细胞外囊泡（Extracellular vesicles, EVs），大小在30 - 150nm范围内，由所有细胞产生，曾被认为是“细胞废物处理系统”，但因其在细胞间通讯中的重要作用而被受到广泛关注。EV携带功能大分子，这些大分子概括了起源细胞的特性，使细胞间通信成为可能。此外，EV具有独特的细胞摄取机制，可有效地将其生物活性货物传递给其他细胞。例如，EV可以通过与目标细胞膜融合，将蛋白质和遗传物质传递到细胞质中，以避免被溶酶体途径降解。这一特性使EV有望成为难以制成药物的靶标（如核酸和细胞内信号蛋白）的一种有前途的药物输送或靶向模式。然而，一些研究报告称，EV的细胞摄取主要通过内吞作用而不是融合来实现。因此，当EV遇到靶细胞时，有必要提高融合率以避免内体途径降解。肿瘤细胞的免疫原性细胞死亡（Immunogenic cell death, ICD）是一种肿瘤细胞死亡方式，其释放肿瘤抗原和损伤相关分子模式（DAMP）信号，如钙网蛋白（CRT）、热休克蛋白70/90 （HSP70/90）、高迁移率族蛋白1 （HMGB1）等，可以激活周围的免疫细胞。树突状细胞（Dendritic cells, DC）是一种特异性的抗原提呈细胞，在免疫原性死亡的肿瘤中有效地促进抗原提呈，导致肿瘤抗原特异性T细胞免疫的产生。ICD诱导剂可以过量产生内质网（ER）应激介导的错误折叠蛋白（MPs）并促进未折叠蛋白反应（UPRs），从而增强垂死肿瘤细胞的免疫原性。许多试验使用药物和其他治疗方式来诱导UPRs。尽管如此，目前还没有方法可以直接和选择性地将足够的MPs输送到肿瘤细胞中，以引发UPR介导的ICD。在这项研究中，研究人员设计了能够直接将MPs输送到肿瘤细胞的细胞质中并诱导ICD的EV。首先，研究人员将呼吸道合胞病毒融合蛋白（RSVF）引入HEK293T细胞，以逃避溶酶体途径，从而促进EV货物的细胞质递送。考虑到细胞通过EV丢弃不必要的蛋白质作为“细胞废物处理系统”，研究人员将巴菲霉素A1 （bafA1）（一种吞噬溶酶体融合抑制剂，可以在细胞中产生许多未折叠的蛋白质）处理到表达RSVF的HEK293T细胞中，以进一步将MPs积累到生成的EV中。接下来，研究人员测试了从bafA1预处理的细胞中表达RSVF的EV （bRSVF - EV）能否优先将RSVF转移到高表达核仁素nucleolin（一种已知的RSVF配体）的恶性肿瘤细胞中。此外，研究人员评估了bRSVF-EV是否可以通过转移RSVF病毒抗原使肿瘤细胞异种化来触发抗肿瘤免疫，以及通过向肿瘤细胞中注入MPs扰乱内质网稳态来诱导ICD。最后评估了bRSVF-EV和免疫检查点阻断剂（ICBs）联合治疗的疗效。结果显示，bRSVF - EV以nucleolin依赖的方式优先将异种抗原转运到肿瘤细胞膜上，引发先天免疫反应。此外，bRSVF - EV介导的MPs直接递送到肿瘤细胞的细胞质中，引发内质网应激和ICD。这种作用机制在小鼠肿瘤模型中引发了大量的抗肿瘤免疫反应。重要的是，当与PD-1阻断剂联合使用时，bRSVF-EV治疗可引发强大的抗肿瘤免疫，在某些情况下可延长生存期并完全缓解肿瘤。综上所述，使用肿瘤靶向溶瘤性EV进行肿瘤免疫治疗是一种潜在的的治疗策略。参考文献：Harnessing Oncolytic Extracellular Vesicles for Tumor Cell-Preferential Cytoplasmic Delivery of Misfolded Proteins for Cancer Immunotherapy. Small. 2023 May 24:e2300527.外泌体资讯网 Small丨溶瘤性细胞外囊泡递送错误折叠蛋白用于抗肿瘤免疫治疗
