工程化线粒体疫苗在癌症免疫治疗中的潜力与应用

一、摘要

伴随佐剂的优选抗原递送可提升疫苗效率。本研究利用线粒体（含DAMPs，易激活先天免疫）为平台，合成OVA和TRP2抗原与线粒体定位肽的融合蛋白，并通过慢病毒系统制备OVA-MITO和TRP2-MITO癌症疫苗。在小鼠肿瘤模型中，该疫苗展现出高效的预防和治疗性抗肿瘤效果。机制研究显示，疫苗通过TLR2通路及其脂质激动剂（心磷脂）激活树突状细胞，诱导肿瘤特异性免疫。工程线粒体作为抗原递送载体，富含免疫刺激物，靶向树突状细胞，激发强大适应性免疫。本研究建立了通用平台，用于构建可变抗原的工程线粒体疫苗，治疗癌症等疾病。

二、文章要点

1. 疫苗平台构建与初步效果评估

（1）我们构建了包含OTC前导序列和OVA/TRP2抗原序列的线粒体导向质粒，筛选得到稳定表达抗原的B16-F10细胞系，并验证抗原在线粒体中富集。随后，从细胞中分离线粒体，制备成肿瘤疫苗。

（2）小鼠实验显示，OVA-MITO和TRP2-MITO作为预防性疫苗显著抑制肿瘤生长，延长生存期；作为治疗性疫苗也表现出显著抗肿瘤活性。

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2. 疫苗对免疫系统的激活作用

（1）注射OVA-MITO至小鼠体内后，注射部位DCs减少而引流淋巴结中DCs增多，表明DCs快速迁移。BMDCs能剂量和时间依赖性地吞噬线粒体。

（2）OVA-MITO体外提高DCs表面共刺激分子和MHC II表达，体内亦上调激活DCs的表达。OVA-MITO脉冲的DC疫苗显著抑制肿瘤生长，延长生存期，TRP2-MITO脉冲的DC疫苗同样有效。

（3）OVA-MITO疫苗接种增加肿瘤浸润CD8+T细胞数量，提升杀伤性亚群比例，减少抑制性免疫细胞。同时，增强脾脏中CD4+和CD8+记忆T细胞比例，促进免疫记忆形成。

（4）OVA-MITO疫苗增加OVA特异性CD8+T细胞数量，促进Granzyme B和IFN-γ分泌，增强细胞毒性。免疫细胞对肿瘤细胞有显著杀伤作用，移植实验亦证实其抗肿瘤效果。

（5）TLR2敲除的树突细胞接触线粒体后，细胞因子分泌减少，共刺激分子和MHC II表达降低，OVA-MITO和TRP2-MITO疫苗的抗肿瘤效果显著降低。表明TLR2在工程线粒体疫苗激活DCs和细胞免疫反应中至关重要。

3. 疫苗的安全性与机制探索

（1）实验结果显示，CL与BMDCs共培养能显著促进DC成熟及共刺激分子表达，且此效应与CL剂量正相关。值得注意的是，TLR2敲除的BMDCs在CL刺激下共刺激分子和MHC II表达无明显变化，而WT BMDCs则能被CL有效激活。

（2）进一步实验中，我们下调了携带TRP2-MITO的CL在B16-F10肿瘤小鼠中的表达，发现其抗肿瘤效果显著减弱。相反，添加外源CL的TRP2-MITO增强了治疗效果，并延长了小鼠生存期。

（3）此外，我们对接受了三剂OVA-MITO/TRP2-MITO的小鼠进行了安全性评估。结果显示，小鼠体重、行为、食欲及血清生化参数在对照组与实验组间无显著差异。抗线粒体抗体检测亦未发现主要器官组织有异常变化。这表明，在本研究中，工程化线粒体疫苗具有良好的安全性。

（构建具有工程化线粒体携带模型抗原的稳定疫苗生成平台）

三、结论

本研究利用工程化线粒体平台，成功制备OVA和TRP2抗原的疫苗，小鼠模型中抗肿瘤效果显著。疫苗通过激活树突状细胞，诱导强烈免疫反应，心磷脂是关键成分。疫苗安全性良好，为癌症免疫治疗提供新策略。未来需探索长期效果、机制优化、肿瘤适用性及联合免疫治疗潜力。

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