文獻賞析

國家納米科學中心納米腫瘤疫苗研究項目15天內兩次登上Sci Transl Med雜志(IF:17.956)

2021/07/21

2021年6月和7月,國家納米科學中心的多個課題組在納米腫瘤疫苗研究中取得了重要突破,先后兩次登上國際著名期刊Sci Transl Med(IF:17.956)。華盈生物的抗體芯片質譜兩項技術在研究中發揮了重要作用。


第一篇:mRNA納米腫瘤疫苗的臨床前研究

缺失和突變著名的抑癌基因PTEN 已經在很多癌癥中被發現,由于PTEN可直接參與到抗腫瘤的免疫調節。因此,如果在癌癥中重新開啟PTEN基因的表達,通過增強抗腫瘤免疫,是否能夠治療腫瘤呢?這是一個非常有創意的假設。

國家納米科學中心王浩課題組、中國醫學科學院梅林課題組聯合美國哈佛醫學院研究者就開展了這項研究。研究人員通過PTEN mRNA 納米顆粒(mPTEN@NP)載藥系統傳遞mRNA到基因缺失和突變的PTEN-Cap8 和B16F10 細胞中,恢復了PTEN基因的表達,果然達到了有效抑制前列腺癌細胞生長,促進其凋亡的療效(圖1A)。對于納米藥物領域的科學家來說,材料科學是本行,研究中納米藥物的改造往往會花費了大量精力。而對于PTEN這種明星分子的調控,又勢必會引起一系列復雜信號通路的變化。如何高效地篩選這些信號通路成為需要面對的新問題?

研究人員與華盈生物展開緊密合作,通過CSP100信號通路磷酸化廣譜篩選抗體芯片技術,同時對mPTEN@NPs和PBS對照組分別處理的PTEN-Cap8細胞中的16條信號通路進行了廣泛篩選(圖1B)。芯片結果顯示多條信號通路均圍繞PTEN基因的表達發生了顯著變化,尤其是自噬通路相關蛋白磷酸化調變尤為明顯(圖1C)。通過Western blot實驗,研究人員證實了mPTEN@NP可顯著增加自噬相關蛋白的表達(圖1D)。并通過一系列自噬相關功能實驗,明確了自噬通過誘導損傷模式識別分子 (DAMPs),繼而增加免疫原性細胞死亡(ICD)是mPTEN@NP發揮抗腫瘤作用的關鍵機制(圖1E)。

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圖1 PTEN調控信號通路篩選與驗證

第二篇:混雜腫瘤細胞膜和細菌內膜的納米腫瘤疫苗的臨床前研究

腫瘤疫苗是利用自身腫瘤抗原誘導機體免疫反應對腫瘤細胞進行特異性殺傷,但問題是:腫瘤自身抗原免疫原性弱,不能起到有效的抗腫瘤效果。為了解決這個問題,國家納米科學中心聶廣軍課題組、吳雁課題組與趙宇亮院士團隊共同提出:將細菌內膜作為疫苗佐劑增強腫瘤抗原的免疫原性的假設。

研究人員利用納米技術將含有腫瘤抗原信息的腫瘤細胞膜(TM)和作為佐劑的細菌內膜(EM)同時展示于聚合物納米顆粒表面,制備成雜合膜納米腫瘤疫苗(HM-NPs),該新型疫苗顯示了更強的抗腫瘤效果(圖2A)。雜合膜納米腫瘤疫苗的制備需要澄清組分的成分,各批次間組分不能有差異性。研究人員應用label free蛋白質組學技術華盈生物提供技術服務)分別分析了腫瘤細胞膜(TM)和細菌內膜(EM)的蛋白譜。label free蛋白質組學技術結果顯示,在4個批次的腫瘤細胞膜樣本中鑒定到共有蛋白3667個,在4個批次的細菌內膜樣本中鑒定到共有蛋白1649個,但各批次樣本間的差異蛋白并不多,說明了研究團隊納米腫瘤疫苗制備的批間穩定性非常高(圖2B),同時也說明了華盈生物蛋白質譜平臺的數據高度穩定,能夠真實反應原始樣品的特點。有了這套質譜數據的幫助,研究人員便可大膽開展進一步的更為廣泛的功能實驗了。

圖片 13.png

圖2 雜合膜納米腫瘤疫苗的制備流程與質量控制



近年來,隨著蛋白質組學技術的發展,越來越多的研究小組借助蛋白質組學技術實現了研究成果的突破。國家納米科學中心作為國家級的科學中心,承接著新型藥物研發的重大使命和巨大壓力。如何提高工作效率,用更快的速度獲得更好的結果?跨學科強強聯合是必然的選擇!

華盈生物10年來一直秉承“讓蛋白質研究越來越簡單”的企業使命,腳踏實地的耕耘在高通量蛋白質檢測領域的技術開發和科研服務中,成功創建了蛋白芯片與蛋白質譜“1+1 > 2”的雙平臺服務模式。為越來越多的研究團隊通過蛋白質高通量篩選手段實現重大科學突破提供必要幫助。


相關文獻


1. Lin YX, Wang Y, Ding J, Jiang A, Wang J, Yu M et al. Reactivation of the tumor suppressor PTEN by mRNA nanoparticles enhances antitumor immunity in preclinical models. [J]. Sci Transl Med. 2021;13(599):eaba9772.

2. Chen L, Qin H, Zhao R, Zhao X, Lin L, Chen Y et al. Bacterial cytoplasmic membranes synergistically enhance the antitumor activity of autologous cancer vaccines. [J]. Sci Transl Med. 2021;13(601):eabc2816.


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