点赞！华西医院巩长旸等合作构建纳米CRISPR支架，激活肿瘤内在焦亡，增强免疫治疗

2月11日，四川大学华西医院巩长旸等合作在《Nature Communiactions》上发表研究论文“A cooperative nano-CRISPR scaffold potentiates immunotherapy via activation of tumour-intrinsic pyroptosis”，构建了一种Nano-CRISPR支架（Nano-CD），该支架利用从功能筛选中选择的特定sgRNA来触发内源性GDSME表达，同时释放顺铂以激发免疫细胞死亡。

https://www.nature.com/articles/s41467-023-36550-9

纳米CRISPR支架

研究人员设计了一种协作的纳米CRISPR支架，通过自给自供火的焦凄蛋白来启动强大的抗肿瘤免疫反应。细胞内化后，Nano-CD保护组分免受溶酶体降解，并实现了由内体酸性条件触发的顺铂和CRISPR/dCas9质粒的分层释放。由于CRISPR/dCas9的调节作用，肿瘤细胞提供的内源性GSDME蛋白被顺铂诱导的活化半胱天冬酶-3切割，诱导强大的焦亡，从而促进高效的癌症免疫循环，包括DC成熟、抗原呈递、T细胞启动和肿瘤免疫原性死亡，在恶性黑色素瘤模型中结合检查点阻断显示出肿瘤复发和转移的实质性治疗效果。

纳米CRISPR支架的工作流程

Nano-CD引发的免疫原性焦亡

为了探究肿瘤杀伤作用是否由焦亡引起，研究人员表征了Nano-CD诱导的细胞死亡类型。

A、CLSM焦亡的形态学图像。B、通过CLSM观察破裂的细胞膜。C、ATP、LDH和IL-1β的细胞外分泌。

研究人员首先研究了不同处理的B16F10细胞的形态。Nano-CD处理的B16F10细胞显示出明显的肿胀，质膜上有大气泡，这是焦亡的典型形态。基于焦亡的形成机制，细胞膜的完整性将被破坏，随后包括促炎分子和抗原在内的细胞内容物被释放到肿瘤微环境中。不能穿透正常细胞膜的T11染料成功地对Nano-CD处理的细胞质中的蛋白质进行了染色。增加的红色信号隐含的Nano-CD通过顺铂和CRISPR / dCas9的合作极大地破坏了细胞膜的完整性。此外，Nano-CD组中细胞内容物（包括三磷酸腺苷（ATP）和乳酸脱氢酶（LDH））的释放明显高于仅处理的Nano-C或Nano-dCas9。同时，经典热解信号通路中的信号分子IL-1β细胞因子水平在Nano-CD组中也显著升高。

综上所述，研究人员确认Nano-CD通过GSDME蛋白和顺铂的自供卵合作启动了稳健的焦亡。

Nano-CD介导的焦亡刺激树突状细胞（DC）成熟

为了探索焦亡通过GSDME的自我供应诱导的DC免疫刺激，研究人员将小鼠骨髓来源的树突状细胞（BMDC）与预处理的B16F10细胞进行共同培养。结果发现，Nano-CD介导的肿瘤焦亡诱导DC成熟。为了研究Nano-CD的生物分布，研究人员进行了体内和离体跟踪。静脉内给药后，在8小时，12小时，24小时，48小时和72小时对荷瘤小鼠进行成像。由于增强的通透性和保留效果，纳米CD在静脉注射后表现出有效的被动积累，肝、脾、肾、心、肺等主要器官均无明显积累，说明Nano-CD可能充分发挥体内蛋白质自我供给方式的治疗潜力。

抑制原发性肿瘤生长

PD-1作为T细胞表面重要的负刺激配体，可触发适应性免疫的免疫抑制信号传导。在上述高效杀伤肿瘤和DC激活结果的鼓舞下，研究人员推测PD-1阻断与Nano-CD相结合可以促进有效的癌症免疫循环，包括DC成熟，抗原呈递，T细胞启动和肿瘤免疫原性死亡。因此，我们研究了Nano-CD和Nano-CD&αPD-1疗法对体内恶性黑色素瘤的抗肿瘤疗效。

Nano-CD对原发性黑色素瘤模型的抗肿瘤作用

研究证实Nano-CD治疗联合PD-1抗体可显著抑制原发性肿瘤生长，延长存活时间。Nano-CD通过顺铂和自供GSDME合作对适应性免疫激活表现出优异的ICD效果。除此之外，研究人还探索了Nano-CD在抑制肿瘤复发和抑制肿瘤远端转移方面的潜力。

研究意义

总之，研究人员构建了一个合作的Nano-CRISPR支架，通过生物活性蛋白的自供方式触发强大的抗肿瘤免疫。该平台直接利用肿瘤自身产生的生物活性蛋白来启动细胞焦亡，从而激活适应性抗肿瘤免疫，而无需外部递送活性蛋白或复杂的修饰。该平台为通过化疗药物和CRISPRa质粒精确调控肿瘤焦亡提供了新的途径，在癌症免疫治疗中可能具有巨大潜力。除了治疗恶性黑色素瘤之外，这种纳米平台还可以进一步扩展到治疗对常规疗法具有抗药性的其他恶性肿瘤。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41467-023-36550-9

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。