IL7R mRNA疗法增强抗肿瘤T细胞免疫并在临床前肿瘤模型中抑制肿瘤生长

IL7R mRNA therapy enhances antitumor T cell immunity and suppresses tumor growth in preclinical tumor models

作者信息Adeel Ur Rehman, Muhammad Naveed Khan, Aleena Akhtar, Qianshan Qin, Xiaojing Zhang, Muhammad Arif Asghar, Dandan Ling, Pei Wang, Ying Luo, Zhihuai Wang, Lexin Wang, Hanyang Liu, Xiaosong Li
PMID42843926
发布时间2026-10-07
DOI10.1136/jitc-2026-017160

实验完整度

高

含B16和LLC两种同基因小鼠模型,体外qRT-PCR/ELISA、流式、Luminex、RNA-seq和TCR测序多种验证。

主要模型

B16黑色素瘤同基因小鼠模型 Lewis肺癌(LLC)同基因小鼠模型 C57BL/6小鼠

重点核对

IL7R mRNA总剂量15 µg/次,瘤内7 µg联合静脉8 µg,每3天一次共3次(第0、3、6天)。 对照设置:PBS、空LNP,空LNP采用相同瘤内+静脉联合途径并匹配体积。 B16和LLC细胞接种数量分别为0.3×10⁶和0.5×10⁶,皮下植入右侧腹。 治疗起始时间:肿瘤达到约50 mm³时开始。 流式细胞术每样本至少收集10,000个活CD45+事件。

摘要

背景:白细胞介素-7受体(IL7R)信号对T细胞存活、稳态和免疫功能至关重要,但通过信使RNA(mRNA)递送提高IL7R表达的治疗潜力仍不明确。我们研究了IL7R mRNA疗法能否在临床前癌症模型中增强抗肿瘤免疫并改善肿瘤控制。方法:将配制在脂质纳米颗粒(LNPs)中的IL7R mRNA通过瘤内和静脉联合注射给药于同基因B16黑色素瘤和Lewis肺癌(LLC)模型,并以空LNPs作为载体对照。使用互补的分子、免疫学和测序方法评估治疗效果、IL7R表达、免疫反应、转录组重塑、T细胞受体(TCR)库变化以及治疗耐受性。结果:IL7R mRNA治疗增加了荷瘤小鼠中IL7R转录本和蛋白水平,而空LNPs未产生可比增加。治疗增加了肿瘤浸润CD8 T细胞频率,在B16和LLC模型中均抑制肿瘤生长并延长生存期;空LNP对照未重现治疗效果。细胞因子和转录组分析显示治疗相关激活了炎症、T细胞、干扰素和抗原受体信号程序。TCR测序进一步表明IL7R mRNA治疗后库多样性增加且克隆优势减少。在所测试条件下,未观察到明显的体重减轻或血清丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶或肌酐的显著变化。结论:IL7R mRNA疗法增加IL7R表达,并与增强的T细胞抗肿瘤反应、肿瘤生长抑制、生存改善以及肿瘤免疫环境重塑相关。这些发现支持进一步对基于IL7R mRNA的癌症免疫疗法进行机制和临床前评估。

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
通过mRNA递送增加IL7R表达能否增强抗肿瘤免疫并改善临床前肿瘤模型中的肿瘤控制。
核心机制
IL7R mRNA治疗增加IL7R表达,并与增强的T细胞抗肿瘤反应、肿瘤免疫环境重塑相关;但未直接证明IL7R表达增加与抗肿瘤效应之间的因果关系。
主要证据
在B16黑色素瘤和LLC肺癌同基因小鼠模型中,IL7R mRNA增加IL7R转录本和蛋白水平,提高肿瘤浸润CD8 T细胞频率,抑制肿瘤生长并延长生存期;空LNP对照未重现治疗效果。
研究意义
研究结果支持进一步对IL7R mRNA作为受体靶向免疫治疗策略进行机制和临床前评估,并为优化细胞特异性递送及评估与已有癌症免疫疗法的联合提供依据。

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

IL7R mRNA-LNP制备与表征

构建并验证IL7R mRNA脂质纳米颗粒的理化性质。

使用线性化DNA模板进行体外转录,以N1-mψ-UTP替代UTP合成修饰mRNA;将mRNA与脂质混合物通过T-mixer混合、透析、浓缩和过滤,并检测粒径、分布、RNA浓度和包封率。

2

IL7R表达验证

验证IL7R mRNA在荷瘤小鼠体内能否增加IL7R表达。

在B16和LLC荷瘤小鼠中给予IL7R mRNA或对照,使用ELISA检测肿瘤裂解液和血清中IL7R蛋白,使用qRT-PCR检测肿瘤组织中IL7R转录本。

3

T细胞浸润分析

评估IL7R mRNA治疗是否与肿瘤和淋巴组织中T细胞浸润变化相关。

制备肿瘤、脾脏和肿瘤引流淋巴结单细胞悬液,通过流式细胞术检测CD45、CD3、CD4和CD8 T细胞群体。

4

体内抗肿瘤疗效和生存评估

评估IL7R mRNA治疗能否抑制肿瘤生长并延长生存期。

在肿瘤达到约50 mm³时开始治疗,给予IL7R mRNA或对照,监测肿瘤体积和生存,并检测体重及血清肝肾功能指标。

5

细胞因子和转录组分析

探究IL7R mRNA治疗相关的系统性和组织水平免疫激活及转录组重塑。

使用Luminex 17-plex检测血清细胞因子,对肿瘤、脾脏和肿瘤引流淋巴结进行bulk RNA测序,并进行差异表达、通路富集和免疫去卷积分析。

6

TCR库分析

评估IL7R mRNA治疗是否改变肿瘤内T细胞受体库。

对对照组和IL7R mRNA治疗组肿瘤样本进行TCRβ测序,分析库多样性、克隆频率和克隆共享。

7

公共数据集分析

在人类癌症数据中分析IL7R表达与T细胞标志物、CD8 T细胞浸润和患者生存的关联。

分析公共肿瘤数据集中IL7R表达与CD3、CD4、CD8转录本的相关性,以及IL7R表达与无复发生存和总生存的关联。

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
质粒C011KJRFG0-3/PH09006GenScript Incorporation--
透析盒Thermo ScientificA52976
Malvern Zetasizer Nano-ZSMalvern--
小鼠白细胞介素-7受体α亚基(IL7R)ELISA试剂盒CUSABIOCSB-EL011670MO
CD45-FITC抗体BioLegend103107
CD3-PerCP/Cyanine5.5抗体BioLegend100217
CD4-PE抗体BioLegend100408
CD8a-APC抗体BioLegend100712
TruStain FcX抗小鼠CD16/32BioLegend101319
红细胞裂解液(10×)BioLegend420301
Beckman Coulter CytoFLEX S流式细胞仪Beckman Coulter--
ProcartaPlex小鼠17重细胞因子检测panelThermo FisherEPX170-26087-901
Luminex 200仪器----
TRIzol试剂Invitrogen--
Agilent 5300生物分析仪Agilent--
NanoDrop ND-2000NanoDrop--
Illumina链特异性mRNA文库制备试剂盒Illumina--
Illumina NovaSeq X Plus平台Illumina--
RNA-simple总RNA提取试剂盒TIANGEN--
HiScript II第一链cDNA合成试剂盒Vazyme--
AceQ qPCR SYBR Green预混液Vazyme--
QuantStudio 1 Plus System PCR系统Applied Biosystems--
TRIzolThermo Fisher--
基于UMI的链特异性试剂盒Kangce Biotechnology--
Illumina NovaSeq X PlusIllumina--
IV型胶原酶----
透明质酸酶----
脱氧核糖核酸酶I----

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
动物模型建立
小鼠品系、周龄、性别、来源;B16和LLC细胞接种数量;皮下植入位置;肿瘤体积计算公式
阅读提示:Methods中Cell lines and mouse tumor models小节
IL7R mRNA-LNP制备与表征
脂质摩尔比;mRNA与脂质比例;缓冲液pH;粒径、PDI和包封率;储存条件
阅读提示:Methods中Lipid-nanoparticle encapsulation of the mRNA小节及Figure 1A
治疗给药方案
IL7R mRNA总剂量;瘤内和静脉剂量分配;给药频率和次数;对照设置;治疗起始肿瘤体积
阅读提示:Methods中Treatment regimen小节及Figure 3A,B
流式细胞术免疫表型分析
抗体克隆号、品牌、货号和稀释比例;Fc阻断条件;红细胞裂解;收集事件数
阅读提示:Methods中Flow cytometry小节及Figure 2A
细胞因子检测
检测panel品牌和货号;检测的17种细胞因子;标准曲线拟合模型
阅读提示:Methods中Cytokine profiling by Luminex assay小节及Figure 4A,B
RNA测序与生物信息分析
RNA质控标准;文库构建试剂盒;测序平台和读长;比对基因组和软件;差异表达阈值;富集分析校正方法
阅读提示:Methods中RNA sequencing and bioinformatic analysis小节及Supplementary Methods
TCR测序
RNA提取试剂;TCR文库构建试剂盒品牌;测序平台和读长;数据处理软件及版本
阅读提示:Methods中TCR sequencing小节及Figure 7
生存分析
生存曲线比较方法;公共数据集来源;统计检验方法和显著性阈值
阅读提示:Methods中Survival analysis和Statistical analysis小节及Figure 3E–H