趨化因子CCL11融合策略增強(qiáng)核酸疫苗抗腫瘤免疫的機(jī)制與應(yīng)用研究

一、趨化因子CCL11通過(guò)調(diào)控干性記憶T細(xì)胞分化增強(qiáng)核酸疫苗抗腫瘤免疫效應(yīng)的機(jī)制及應(yīng)用前景
本研究通過(guò)大規(guī)模體內(nèi)篩選鑒定出可顯著增強(qiáng)核酸疫苗誘導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答的多種趨化因子。其中，趨化因子CCL19、CCL21及CCL11被證實(shí)具有突出的免疫增強(qiáng)作用，尤其以CCL11效果最為顯著。進(jìn)一步機(jī)制研究表明，CCL11能夠促進(jìn)抗原特異性干性記憶T細(xì)胞的分化，從而顯著提升核酸疫苗在腫瘤治療模型中的免疫保護(hù)效果與長(zhǎng)期免疫記憶。

本文系統(tǒng)闡釋了趨化因子靶向抗原呈遞細(xì)胞（APC）的疫苗增強(qiáng)策略，該策略不僅可有效提高核酸疫苗激活抗原特異性T細(xì)胞的能力，還能顯著改善腫瘤微環(huán)境中的免疫細(xì)胞浸潤(rùn)與功能。值得關(guān)注的是，基于該策略優(yōu)化的mRNA疫苗在多種高負(fù)荷腫瘤模型中展現(xiàn)出突出的腫瘤清除效果，為實(shí)現(xiàn)實(shí)體瘤的免疫治療提供了新的干預(yù)思路。

這一發(fā)現(xiàn)為核酸疫苗的免疫增強(qiáng)策略提供了重要的理論依據(jù)與實(shí)驗(yàn)支持，標(biāo)志著mRNA腫瘤疫苗在設(shè)計(jì)與應(yīng)用方面邁入新的發(fā)展階段，具有重要的轉(zhuǎn)化潛力與研究?jī)r(jià)值。

二、趨化因子篩選體系的構(gòu)建與CCL11的功能鑒定
研究團(tuán)隊(duì)首先基于成熟的DNA疫苗開(kāi)發(fā)與評(píng)價(jià)平臺(tái)，系統(tǒng)構(gòu)建了包含全部47個(gè)人類趨化因子的融合表達(dá)文庫(kù)。每個(gè)趨化因子均與模型抗原基因構(gòu)建為融合表達(dá)質(zhì)粒，并分別免疫小鼠。通過(guò)檢測(cè)抗原特異性T細(xì)胞免疫應(yīng)答水平，初步篩選出6個(gè)能顯著增強(qiáng)細(xì)胞免疫反應(yīng)的趨化因子候選分子。

趨化因子篩選模式圖

為驗(yàn)證其治療潛力，進(jìn)一步在荷瘤小鼠模型中評(píng)估了上述6個(gè)趨化因子融合疫苗的抗腫瘤效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與抗原融合表達(dá)的CCL11疫苗展現(xiàn)出最為顯著的抗腫瘤活性：在該治療組中（n=8），所有小鼠的腫瘤均被完全清除，達(dá)到100%的腫瘤消退率。同時(shí)，生存分析結(jié)果顯示，CCL11融合疫苗治療組小鼠的存活率亦為100%。綜合上述數(shù)據(jù)，CCL11被確定為該篩選體系中功能最強(qiáng)的免疫增強(qiáng)趨化因子。

CCL11制備的抗腫瘤疫苗治療組所有小鼠腫瘤完全清除

三、基于趨化因子的mRNA疫苗開(kāi)發(fā)及其免疫機(jī)制研究
為深入驗(yàn)證趨化因子-抗原融合策略在不同核酸疫苗平臺(tái)中的普適性，研究團(tuán)隊(duì)將其應(yīng)用于mRNA疫苗體系。結(jié)果顯示，該策略能夠成功復(fù)現(xiàn)DNA疫苗平臺(tái)中觀察到的免疫增強(qiáng)效應(yīng)，在顯著提升抗原特異性T細(xì)胞免疫應(yīng)答的同時(shí)，亦有效增強(qiáng)了疫苗的抗腫瘤治療效果，從而證實(shí)其在mRNA疫苗體系中的可行性與有效性。

在此基礎(chǔ)上，研究進(jìn)一步探索了CCL11-抗原融合型mRNA疫苗的潛力。如圖所示，相較于溶媒對(duì)照組及非融合抗原疫苗組，CCL11-E6E7融合mRNA疫苗在小鼠模型中表現(xiàn)出更為顯著的腫瘤生長(zhǎng)抑制效果與生存優(yōu)勢(shì)，突顯了CCL11在增強(qiáng)mRNA疫苗療效中的關(guān)鍵作用。

CCL11-E6E7融合型mRNA的抗腫瘤效果優(yōu)于對(duì)照組

為進(jìn)一步提升免疫原性與治療效率，研究團(tuán)隊(duì)基于自復(fù)制mRNA（saRNA）技術(shù)平臺(tái)構(gòu)建了CCL11-E6E7融合疫苗。結(jié)果顯示，僅需2 μg低劑量免疫即可在已建立約100 mm³腫瘤的小鼠中實(shí)現(xiàn)腫瘤的完全清除，不僅體現(xiàn)了saRNA平臺(tái)的高效抗原表達(dá)能力，也進(jìn)一步證實(shí)了趨化因子融合策略在降低有效劑量、提升治療窗口方面的應(yīng)用潛力。

CCL11-E6E7融合型saRNA實(shí)現(xiàn)大腫瘤100%清除

為深入解析CCL11增強(qiáng)疫苗療效的免疫學(xué)機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)治療后腫瘤微環(huán)境進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，CCL11疫苗治療組腫瘤內(nèi)抗原特異性CD8⁺ T細(xì)胞浸潤(rùn)顯著增加。RNA-Seq分析進(jìn)一步表明，該治療能促進(jìn)多種免疫細(xì)胞向腫瘤部位的聚集，并推動(dòng)腫瘤微環(huán)境向抗腫瘤炎癥狀態(tài)轉(zhuǎn)變（圖5），從系統(tǒng)層面揭示了CCL11增強(qiáng)疫苗作用的免疫基礎(chǔ)。

此外，該研究關(guān)注了CCL11對(duì)記憶T細(xì)胞亞群的影響。已有研究提示，淋巴結(jié)中的干細(xì)胞樣記憶T細(xì)胞（Tscm）在抗腫瘤免疫中具有重要作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相較于對(duì)照組，CCL11疫苗免疫后小鼠體內(nèi)Tscm數(shù)量顯著增加，說(shuō)明CCL11能夠促進(jìn)具有長(zhǎng)期記憶潛力和強(qiáng)效擴(kuò)增能力的T細(xì)胞分化，這為該策略誘導(dǎo)持久免疫記憶提供了理論依據(jù)，也為未來(lái)腫瘤免疫治療方案的優(yōu)化提供了新的研究方向。

CCL11制備的疫苗誘導(dǎo)更高質(zhì)量的特異性T細(xì)胞

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