溶瘤腺病毒靶向递送双特异性融合蛋白SIRPα/Siglec-10使肿瘤相关巨噬细胞恢复活性以改善实体瘤的治疗效果

Targeted release of a bispecific fusion protein SIRPα/Siglec-10 by oncolytic adenovirus reinvigorates tumor-associated macrophages to improve therapeutic outcomes in solid tumors

作者信息Yenan Zhang, Bohao He, Peng Zou, Mengdi Wu, Min Wei, Chuning Xu, Jie Dong, Jiwu Wei
PMID40169285
发布时间2025-04-01
DOI10.1136/jitc-2024-010767

实验完整度

包含分子构建(重组腺病毒)、体外功能验证(CCK8、吞噬实验、细胞毒性)、多种动物模型(皮下、腹水、原位、人源化)、机制研究(RNA-seq、流式、免疫细胞耗竭)及安全性评估。

主要模型

H22肝癌细胞系(小鼠) MC38结直肠癌细胞系(小鼠) LLC肺癌细胞系(小鼠) LM3肝癌细胞系(人) H22-CAR腹水瘤模型(BALB/c小鼠)

重点核对

病毒滴度:5×10⁸ IFU/剂(皮下),5×10⁷ IFU/剂(腹水),1.5×10⁹ IFU(原位),5×10⁸ IFU(人源化) 给药方式:瘤内注射(皮下、原位),腹腔注射(腹水) 治疗时间:肿瘤体积约100 mm³时开始,隔日一次,共三次 细胞系:H22-CAR、MC38-CAR、LLC-CAR需表达柯萨奇病毒和腺病毒受体(CAR)以增强感染 免疫细胞耗竭:使用抗CD8抗体、氯膦酸盐脂质体(巨噬细胞)等

摘要

背景:肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的多效性使其成为抗肿瘤药物开发中具有吸引力的靶点。CD47/SIRPα和CD24/Siglec-10信号通路被发现可抑制巨噬细胞对恶性细胞的吞噬作用。系统性阻断CD47/SIRPα已显示出严重的副作用。通过溶瘤病毒(OVs)瘤内递送CD47抑制剂可能规避这一障碍。方法:为了鉴定重组腺病毒(AdV)-SIRPα/Siglec-10的特性,我们进行了CCK8实验、定量PCR、蛋白质印迹、竞争结合实验、体外细胞毒性实验、ELISA和吞噬实验。我们使用流式细胞术、多种荷瘤小鼠模型、人源化荷瘤小鼠模型、免疫细胞耗竭、RNA测序和体外T细胞活化实验研究了AdV-SIRPα/Siglec-10的抗肿瘤免疫反应。结果:在这里,我们开发了一种新型AdV,其编码由鼠或人SIRPα和Siglec-10的胞外域组成的融合蛋白(SIRPα/Siglec-10),称为AdV-mSS或AdV-huSS。SIRPα/Siglec-10被AdV-mSS感染的细胞有效分泌,并作为CD47和CD24的双重阻断剂,从而显著增强巨噬细胞的吞噬作用。在一系列肿瘤模型中,包括皮下和腹水型H22肝细胞癌(HCC)、皮下Hepa1-6 HCC、MC38结直肠癌和Lewis肺癌,AdV-mSS治疗显著增强了抗肿瘤疗效。机制上,AdV-mSS将TAMs重编程为抗肿瘤表型,并增强主要组织相容性复合体(MHC)-I/II的表达,促进CD8+T细胞增殖和活化。巨噬细胞或CD8+T细胞的耗竭消除了AdV-mSS的抗肿瘤疗效。类似地,在人源化LM3 HCC小鼠模型中,AdV-huSS显著抑制了肿瘤生长并延长了生存期。结论:通过AdV瘤内递送双重SIRPα/Siglec-10抑制剂不仅重振了TAM-CD8+T细胞轴,还可能降低了脱靶效应的风险。在不久的将来,有必要对癌症患者进行AdV-huSS的进一步研究。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
能否通过溶瘤腺病毒瘤内递送双特异性融合蛋白SIRPα/Siglec-10来局部阻断CD47和CD24信号,从而增强肿瘤相关巨噬细胞的抗肿瘤活性并改善实体瘤的治疗效果?
核心机制
AdV-SS通过局部表达双特异性SIRPα/Siglec-10融合蛋白,阻断CD47和CD24的"不要吃我"信号,从而增强TAMs的吞噬作用,并将其重编程为抗肿瘤表型,上调MHC-I/II表达,进而促进CD8+T细胞的增殖和活化,形成TAM-CD8+T细胞轴介导的抗肿瘤免疫。
主要证据
在多种皮下、腹水及原位肿瘤模型中,AdV-mSS显著抑制肿瘤生长并延长生存期;流式细胞术显示TAMs向抗肿瘤表型极化、CD8+T细胞浸润和活化增加;巨噬细胞或CD8+T细胞耗竭消除抗肿瘤效果;人源化小鼠中AdV-huSS同样有效。
研究意义
该研究表明瘤内注射AdV-SS可能是一种安全有效的抗肿瘤候选策略,尤其适用于治疗恶性腹水,并值得进一步的临床前和临床评估。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

构建重组腺病毒AdV-SS

生成编码SIRPα/Siglec-10双特异性融合蛋白的溶瘤腺病毒,并验证其表达和功能

将编码鼠或人SIRPα和Siglec-10胞外域的融合基因克隆入腺病毒载体,通过同源重组产生重组腺病毒(AdV-mSS、AdV-huSS),感染293T细胞后检测融合蛋白表达。

2

体外评估AdV-SS介导的吞噬作用和细胞毒性

验证AdV-SS表达的融合蛋白是否增强巨噬细胞的吞噬能力和细胞毒性

将感染AdV-SS的细胞上清与BMDMs或MDMs及肿瘤细胞共培养,通过流式细胞术检测吞噬率,通过荧光素酶释放实验检测细胞毒性,通过ELISA检测TNF-α分泌。

3

体内抗肿瘤疗效评估

在多种肿瘤模型中评估AdV-mSS的体内抗肿瘤效果

建立皮下H22、Hepa1-6、MC38、LLC肿瘤模型,以及H22腹水模型、原位肝癌和结肠癌模型,瘤内或腹腔注射AdV-SS,监测肿瘤生长和生存期。

4

免疫微环境分析

评估AdV-mSS对肿瘤浸润免疫细胞尤其是TAMs和T细胞的影响

通过流式细胞术分析肿瘤和脾脏中免疫细胞(巨噬细胞、CD8+T细胞等)的比例和活化标志物,通过RNA-seq分析TAMs的转录组变化。

5

机制验证:巨噬细胞-CD8+T细胞轴

验证AdV-mSS是否通过TAM-CD8+T细胞轴发挥抗肿瘤作用

将AdV-mSS处理的TAMs与OT-I T细胞共培养,检测T细胞增殖和IFN-γ产生;通过抗体耗竭CD8+T细胞或巨噬细胞,观察抗肿瘤效果的丧失。

6

人源化模型验证

评估AdV-huSS在人源化小鼠模型中的抗肿瘤效果

在NCG小鼠皮下接种LM3细胞,重建人PBMCs后,瘤内注射AdV-huSS,监测肿瘤生长和体重变化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
RPMI 1640培养基Gibco--
胎牛血清Gibco10099158
青霉素-链霉素Gibco15140163
巨噬细胞集落刺激因子----
pAd/PL-DEST载体Invitrogen--
PacI限制性内切酶----
六邻体蛋白抗体Abcamab2596
HRP标记抗体Invitrogen31430
DAB底物ProteintechPK10005
TIANamp基因组DNA试剂盒TIANGENDP304
Trizol试剂Vazyme--
HiScript III反转录预混液VazymeR323
SYBR qPCR预混液VazymeQ511
ViiA 7实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
RIPA裂解液----
DYKDDDDK标签单克隆抗体InvitrogenMA1-91878
Siglec-10多克隆抗体InvitrogenPA5-55501
β-肌动蛋白单克隆抗体InvitrogenMA1-140
HRP标记的山羊抗小鼠IgGInvitrogenA16068
HRP标记的山羊抗兔IgGInvitrogen31460
FITC标记的抗CD47抗体----
PerCP-Cy5.5标记的抗CD24抗体----
胰蛋白酶-EDTA----
PerCP-Cy5.5标记的抗CD11b抗体----
BD FACS Calibur流式细胞仪BD Biosciences--
CytoFLEX LX流式细胞仪Beckman Coulter--
D-荧光素Promega--
BioTek Synergy H4酶标仪BioTek--
ELISA MAX Deluxe Set TNF-α试剂盒BioLegend430904/430204
ELISA MAX Deluxe Set小鼠IFN-γ试剂盒BioLegend430804
抗CD4抗体Bio X Cell--
抗CD8抗体Bio X Cell--
抗asialo GM1抗体Wako--
IV型胶原酶Thermo Fisher Scientific17104019
Fc受体阻断剂(抗CD16/32)----
固定/破膜试剂盒BD Biosciences--
抗F4/80磁珠Miltenyi Biotec130-110-443
RNeasy小提Plus试剂盒Qiagen74134
Illumina NovaSeq 6000测序平台Illumina--
CFSE染料eBioscience65-0850-84
抗CD8a抗体----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
重组腺病毒构建
腺病毒构建细节(穿梭质粒、同源重组、PacI消化)
阅读提示:Materials and methods - Adenovirus construction
体外吞噬实验
效应细胞(BMDMs/MDMs)与靶细胞比例、共培养时间、肿瘤细胞表达YFP
阅读提示:Materials and methods - Phagocytosis assay
皮下肿瘤模型
细胞系(H22-CAR、MC38-CAR等)、接种细胞数、病毒剂量(5×10⁸ IFU)、给药方式(瘤内)、注射次数及频率
阅读提示:Materials and methods - Animal experiment, Figure 2
腹水肿瘤模型
H22-CAR细胞接种数量、病毒剂量(5×10⁷ IFU)、给药方式(腹腔注射)
阅读提示:Materials and methods - Animal experiment
原位肿瘤模型
手术细节、病毒剂量(1.5×10⁹ IFU)、注射方式(瘤内)
阅读提示:Materials and methods - Animal experiment
人源化模型
NCG小鼠、LM3细胞接种数、人PBMCs数量、病毒剂量(5×10⁸ IFU)、给药方式(瘤内)
阅读提示:Materials and methods - Animal experiment
免疫细胞耗竭
耗竭抗体类型及剂量(200μg/只)、给药频率、氯膦酸盐脂质体剂量(150μL 7mg/mL)
阅读提示:Materials and methods - Animal experiment