《Bioactive Materials》：Splenic dendritic cell-targeting mRNA transfection of H-type ionizable lipid-based LNPs for enhancing tumor immunotherapy
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本研究針對如何高效、特異性遞送mRNA至脾臟樹突狀細胞以增強腫瘤免疫治療這一挑戰，開發了一種新型H型可電離脂質（HIL）庫，并成功構建了優化的mRNA/H18NPs納米粒。研究證明，該納米粒能特異性靶向脾樹突狀細胞并高效轉染，激活強效抗原特異性CD8+ T細胞反應，在黑色素瘤模型中顯示出優異的治療與預防效果，且具有良好的生物安全性，為mRNA腫瘤疫苗的研發提供了新策略。
腫瘤免疫治療（tumor immunotherapy）是癌癥治療領域的前沿方向，其核心在于喚醒和武裝患者自身的免疫系統去攻擊癌細胞。其中，樹突狀細胞（Dendritic Cells， DCs）作為最專業的抗原提呈細胞，是啟動和調控適應性免疫應答的“指揮官”。如果能夠將編碼腫瘤抗原的mRNA（信使核糖核酸）精確地遞送到脾臟的DCs中，讓它們高效表達抗原并激活T細胞，理論上就能引發強大的抗腫瘤免疫反應。然而，實現這一精準靶向和高效轉染面臨著巨大挑戰：現有的mRNA遞送系統，如已獲批的基于MC3脂質的LNP（lipid nanoparticles， 脂質納米粒），雖然有效，但主要傾向于將mRNA遞送至肝臟，難以實現高效的脾臟DCs靶向。
為此，來自北京大學的研究團隊在《Bioactive Materials》上發表了一項創新性研究。他們設計并合成了一類新型的Gemini樣（雙頭）可電離脂質庫（H-type ionizable lipids， HILs），并基于此開發了一種名為mRNA/H18NPs的新型LNP遞送系統。這項研究的迷人之處在于，研究人員沒有對納米粒表面進行任何額外的靶向配體修飾，卻發現它們能“聰明地”在體內選擇性吸附補體C3蛋白，從而像穿上了一件“導航服”，精準地將mRNA遞送至脾臟的DCs。
研究人員通過兩輪配方篩選，優化出了基于H18脂質的mRNA/H18NPs。該納米粒具有獨特的多層同心納米結構，平均粒徑為124.4±2.4納米，具有優異的稀釋和血清穩定性。通過冷凍電鏡觀察到了其獨特的內部結構，并證實其在還原性環境中可響應性解離，有利于mRNA的胞內釋放。
關鍵的研究結果證實了其靶向與免疫激活能力：
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脾臟DC特異性轉染：體內生物發光成像顯示，靜脈注射后，mRNA/H18NPs的熒光信號主要富集在脾臟（占總量約87.5%），而肝臟信號僅占10.8%。流式細胞術分析進一步揭示，在脾臟的各種免疫細胞中，DCs的EGFP陽性率最高（11.17%），遠高于巨噬細胞、NK細胞等，且比傳統的mRNA/MC3-LNPs組高1.84倍。
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靶向機制揭秘：蛋白質組學分析發現，mRNA/H18NPs在血液中形成的“蛋白質冠”中，補體蛋白（尤其是C3）的含量顯著高于對照組。體外和體內（使用眼鏡蛇毒因子耗盡C3）實驗證實，富集的C3蛋白通過與DCs表面的CR3（CD11b）受體結合，介導了納米粒被DCs高效攝取和轉染。內吞機制研究表明，mRNA/H18NPs主要通過能量依賴的內吞途徑被DCs攝取，這與受體介導的內吞過程一致。
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體外強大的免疫刺激能力：用負載卵清蛋白（Ovalbumin， OVA）mRNA的mOVA/H18NPs處理骨髓來源的樹突狀細胞（BMDCs）后，其成熟標志物（CD80、CD86、CD40）和MHC分子表達顯著上調，同時促炎細胞因子（IL-4， TNF-α， IFN-γ， IL-12）的分泌也大幅增加，表明其能有效激活DCs。
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體內激活強大的抗原特異性T細胞反應：在健康小鼠模型中，mOVA/H18NPs vaccination誘導了更高比例的成熟脾臟DCs、CD8+T細胞，并產生了遠多于對照組的OVA特異性CD8+T細胞和分泌IFN-γ的CD8+T細胞。酶聯免疫斑點（ELISPOT）實驗也證實了更強的IFN-γ分泌反應。
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顯著的抗腫瘤療效：在B16-OVA黑色素瘤治療模型中，mOVA/H18NPs治療顯著抑制了腫瘤生長（抑制率95.9%），延長了小鼠生存期（中位生存期>40天），并減少了肺轉移結節。流式分析顯示，治療組小鼠腫瘤組織和脾臟中浸潤的CD8+T細胞及抗原特異性CD8+T細胞數量顯著增加，腫瘤細胞增殖減少、凋亡增加。
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出色的預防效果：在預防性疫苗模型中，所有接受mOVA/H18NPs prime-boost的小鼠在腫瘤細胞接種后均未形成腫瘤，生存率達100%，而mOVA/MC3-LNPs組僅33.3%小鼠無瘤。機制研究發現，mOVA/H18NPs誘導產生了更高比例的CD8+效應記憶T細胞（TEM），這為建立長期免疫記憶提供了基礎。
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良好的生物安全性：細胞毒性實驗顯示mRNA/H18NPs在有效濃度下細胞活力良好。體內安全性評價表明，其引起的細胞因子釋放（IL-1β， TNF-α， IL-6）水平與其他組相當，且對小鼠體重、血常規、血生化指標及主要器官組織病理學均無顯著不良影響。
綜上所述，這項研究成功開發了一種新型的、無配體修飾的脾臟DC靶向mRNA-LNP遞送系統。其核心創新在于利用獨特的H型可電離脂質（H18）自組裝形成具有多層同心結構的納米粒，該納米粒在體內能通過選擇性吸附補體C3蛋白，實現向脾臟DCs的精準歸巢和高效轉染。該系統在黑色素瘤模型中展現了卓越的治療和預防效果，其機制歸因于高效激活DCs，進而引發強烈的抗原特異性CD8+T細胞反應和免疫記憶。這項工作不僅為mRNA腫瘤疫苗的研發提供了一種高效、安全的遞送平臺，其揭示的通過調控LNP理化性質（如pKa）來“編程”其體內蛋白冠組成，進而實現器官/細胞特異性靶向的新策略，對未來的核酸藥物遞送系統設計具有重要的指導意義。
