定制一种可静脉注射的溶瘤病毒以增强放疗效果

Tailoring an intravenously injectable oncolytic virus for augmenting radiotherapy.

作者信息Chen Xu, Liting Chen, Guangna Liu, Jiaqi Xu, Wei Lv, Xiaoyu Gao, Peijun Xu, Ming Tang, Yaohe Wang, Xiao Zhao, Guangjun Nie, Keman Cheng, Funan Liu
PMID40233744
发布时间2025-05
DOI10.1016/j.xcrm.2025.102078

实验完整度

包含体外细胞实验、动物肿瘤模型、PDX模型、蛋白质组学、转录组学等多层级验证,功能与机制验证完整。

主要模型

TC-1-CD46细胞系 HCT-116细胞系 C57BL/6小鼠皮下肿瘤模型 免疫缺陷BALB/c裸鼠肿瘤模型 肝细胞癌PDX模型

重点核对

放疗剂量:2 Gy,单次或分次(如8次×2 Gy) AD@PSSP静脉注射剂量:5×10^7 pfu(动物实验) PEG分子量:20 kDa 肿瘤模型:TC-1-CD46或B16-CAR双侧皮下肿瘤模型 AD预存免疫模型:提前多次皮下注射AD(5×10^6 pfu)

摘要

Xu等人开发了RadioOnco(AD@PSSP),一种溶瘤腺病毒制剂,可增强静脉递送、病毒感染性、免疫应答和放疗疗效。通过PEG化、活性氧(ROS)响应性Se-Se键和PEI修饰,它逆转了放疗抵抗,靶向肿瘤,并增强了抗肿瘤免疫,显示出在临床放疗中克服转移和复发的潜力。

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
如何通过表面修饰溶瘤腺病毒,使其能够静脉注射并增强放疗疗效,同时克服放疗抵抗和抑制肿瘤转移与复发?
核心机制
AD@PSSP通过ROS响应性Se-Se键在放疗产生的活性氧作用下脱去PEG,暴露PEI增强病毒感染性;AD-PEI抑制CHEK1-CDK1通路,阻碍DNA损伤修复;同时PEI捕获肿瘤释放的抗原,促进淋巴结递送,激活抗肿瘤免疫应答。
主要证据
体外克隆形成实验显示AD-PEI降低平均致死剂量至1.58 Gy;蛋白质组学和WB验证CHEK1-CDK1下调;动物模型中RT+AD@PSSP组肿瘤生长抑制、T细胞浸润增加、远端肿瘤控制及长期免疫记忆形成。
研究意义
该可静脉注射的溶瘤病毒制剂有望克服临床放疗中的转移和复发,为溶瘤病毒联合放疗的临床试验提供了新策略。

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

制备与表征AD@PSSP

验证PSSP修饰是否成功并改善AD的理化性质和循环特性

通过静电吸附将PEI-Se-Se-PEG(PSSP)修饰到溶瘤腺病毒(AD)表面,制备AD@PSSP,利用TEM、DLS、SDS-PAGE等表征,并检测其抗中和抗体、抗巨噬细胞吞噬、感染效率及血液半衰期。

2

验证ROS响应性PEG脱落

验证AD@PSSP能在放疗诱导的ROS作用下于肿瘤部位特异性脱去PEG

利用荧光探针(AD(BHQ2)@PSSP-Cy3、AD(Cy5.5)@PSSP-Cy3)检测ROS引发Se-Se断裂,通过体外H2O2处理、体内经2 Gy放疗后成像、TEM观察PEG脱落,并检测zeta电位变化及感染效率恢复。

3

体外放疗增敏与机制验证

验证AD-PEI是否增强肿瘤细胞对放疗的敏感性及其分子机制

通过克隆形成实验检测不同处理组(PBS、AD、PEI、AD-PEI)在不同放疗剂量下的存活分数,计算平均致死剂量;蛋白质组学分析HCT-116细胞中差异蛋白,筛选与DNA修复相关的蛋白;WB验证CHEK1-CDK1通路下调。

4

验证原位疫苗效应

验证AD-PEI能否捕获肿瘤释放的抗原并促进淋巴结递送和抗原呈递

体外检测AD-PEI对肿瘤衍生蛋白的捕获能力;BMDC摄取OVA-Cy5.5实验;体内向TC-1荷瘤小鼠注射OVA-Cy5.5,i.v.给予AD@PSSP并放疗,观察淋巴结引流、抗原摄取和呈递。

5

体内抗肿瘤疗效评估

评估AD@PSSP联合放疗在免疫活性小鼠中的抗肿瘤效果及免疫机制

在TC-1双侧肿瘤模型(预存免疫)中,给予不同制剂(AD、AD@SSP、AD@PSSP)静脉注射和放疗(8次×2 Gy),测量肿瘤体积,流式分析肿瘤浸润T细胞、CTL、细胞因子,WB和组学分析肿瘤组织中CHEK1-CDK1通路。

6

放疗抵抗模型验证

验证AD@PSSP联合放疗能否克服放疗抵抗

通过反复照射TC-1细胞建立放疗抵抗细胞系,克隆形成验证;皮下接种RT抵抗TC-1细胞,给予AD@PSSP和放疗,评估肿瘤生长;检测血细胞计数和肠道组织学。

7

PDX模型验证

评估AD@PSSP联合放疗在患者来源异种移植瘤中的疗效

将人肝癌PDX肿瘤片段植入裸鼠,建立PDX模型,给予AD@PSSP(静脉注射)和放疗(6次×2 Gy),测量肿瘤体积和重量。

8

远端效应评估

验证AD@PSSP联合放疗能否诱导远端肿瘤消退(远隔效应)

建立双侧TC-1肿瘤模型,在原发肿瘤注射AD@PSSP并放疗,评估原发和远端肿瘤生长,流式分析远端肿瘤免疫细胞浸润,检测脾细胞IFNγ分泌。

9

长期免疫记忆评估

验证AD@PSSP联合术后放疗能否诱导持久抗肿瘤免疫记忆

建立TC-1-Luc荷瘤小鼠,术后(切除90%肿瘤)给予AD@PSSP和放疗,监测生存率和肿瘤复发,二次接种挑战实验,流式检测效应记忆T细胞(Tem),单细胞RNA-seq分析T细胞基因表达。

10

免疫细胞耗竭实验

确定CD4+ T、CD8+ T和NK细胞在联合治疗中的作用

使用单克隆抗体耗竭CD4+ T、CD8+ T或NK细胞,评估AD@PSSP+RT的疗效变化,包括原发和远端肿瘤生长。

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Biological Industries--
胎牛血清Biological Industries--
青霉素-链霉素----
PEI1.8kDa-Se-Se-PEG20kDaXi'an ruixi Biological Technology Co., Ltd--
过氧化氢----
FITC抗小鼠CD11c抗体Biolegend--
PE抗小鼠CD80抗体Biolegend--
PE/Cy7抗小鼠CD86抗体Biolegend--
PE/Cy7抗小鼠MHCI-OVA抗体Biolegend--
PE抗小鼠F4/80抗体Biolegend--
FITC抗小鼠CD3ε抗体Biolegend--
PE/Cy7抗小鼠CD8α抗体Biolegend--
PE/Cy7抗小鼠IFNγ抗体Biolegend--
APC抗小鼠CD8α抗体Biolegend--
FITC抗小鼠CD49b抗体Biolegend--
PE/Cy7抗小鼠CD45抗体Biolegend--
APC抗小鼠CD11c抗体Biolegend--
PE/Cy7抗小鼠F4/80抗体Biolegend--
PE抗小鼠CD11b抗体Biolegend--
FITC抗小鼠Ly6G抗体Biolegend--
APC抗小鼠CD3ε抗体Biolegend--
PE抗小鼠CD3ε抗体Biolegend--
FITC抗小鼠CD8α抗体Biolegend--
FITC抗小鼠CD4抗体Biolegend--
PE/Cy7抗小鼠CD62L抗体Biolegend--
PE抗小鼠CD44抗体Biolegend--
PE抗小鼠CD103抗体Biolegend--
APC/Cy7抗人/小鼠颗粒酶B重组抗体Biolegend--
PE抗小鼠CD279 (PD-1)抗体Biolegend--
PE抗小鼠CD4抗体Invitrogen--
CHEK1多克隆抗体Proteintech Group, Inc--
CDK1多克隆抗体Proteintech Group, Inc--
ChromoTek GFP-Booster Alexa Fluor® 647Proteintech Group, Inc--
重组抗β-肌动蛋白抗体Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd--
HRP标记的山羊抗兔IgGWuhan Servicebio Technology Co., Ltd--
Opti-MEM培养基Gibco51985034
活性氧检测试剂盒Nanjing Jiancheng Haihao Biotechnology Co., LtdE004-1-1
D-荧光素钾盐Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., LtdD812647
白细胞介素-6ELK Biotechnology CO.,LTDELK1157
干扰素-γELK Biotechnology CO.,LTDELK1132
小鼠GM-CSFSino Biological Inc51048-M01H
小鼠IL-4Sino Biological Inc51084-MNAE
PEI1.8kDaMacklinE808879
MacklinI812016
氯化钡MacklinB861682
碘化钾AladdinP116284
Cy5.5-NHS酯Aladdin1469277-96-0
OVA257-264(SIINFEKL)Top Peptide--
B7-H1BioreboJN1525-LSP
LY2606368Selleck1234015-52-1
过表达CHEK1质粒(人)HanbiopHBLP003747
腺病毒六邻体蛋白兔多抗Biossbs-12354R
TC-1-CD46细胞系Beijing Bio-Targeting Therapeutics Technology Co., Ltd--
JH-293细胞系Beijing Bio-Targeting Therapeutics Technology Co., Ltd--
B16-CAR细胞系Beijing Bio-Targeting Therapeutics Technology Co., Ltd--
人脐静脉内皮细胞ATCC--
HCT-116细胞系ATCC--
雌性C57BL/6小鼠Vital River Laboratory Animal Technology Co. Ltd--
BALB/c裸鼠Vital River Laboratory Animal Technology Co. Ltd--
AD11-5ETe1-GFP病毒Beijing Bio-Targeting Therapeutics Technology Co., Ltd--
H101病毒Sunway biotech co. ltd--
X射线生物辐照仪Rod Source technologies Asia LimitedRS2000

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
AD@PSSP制备
PSSP分子量(20 kDa)、AD与PSSP比例(1.6×10^6/Vp)、孵育时间(30分钟)、离心条件(1500 g, 10 min, 4°C)
阅读提示:Methods: Preparation of AD@PSSP
放疗(RT)参数
放疗剂量(2 Gy/次,总次数和间隔)、放疗时机(与给药同时或之后)、辐照设备(RS2000)
阅读提示:Methods: Immunization and tumor therapy experiments, 以及各模型描述
动物模型建立
小鼠品系(C57BL/6、BALB/c nude)、周龄、细胞接种数量(3.5×10^6)、接种部位(皮下)、肿瘤模型(双侧、预存免疫等)
阅读提示:Methods: Immunization and tumor therapy experiments, RT-resistant model, PDX model
药物给药
AD@PSSP给药剂量(5×10^7 pfu)、给药途径(静脉注射)、给药时间(day 0, 2, 4, 6)、PD-1抑制剂剂量(40 μg)
阅读提示:Methods: Immunization and tumor therapy experiments
细胞系与培养
细胞系(TC-1-CD46、HCT-116等)、培养基(DMEM)、血清浓度(10%)、培养条件(37°C, 5% CO2)
阅读提示:Methods: Cell lines
检测方法
克隆形成实验细胞密度(300/孔)、放疗剂量梯度(0, 3, 6, 9 Gy)、WB内参(β-actin)
阅读提示:Methods: Clone formation assay, Western blot