基于RNA选择性剪接调控的内源性肿瘤新抗原生成与递送一体化免疫循环增强策略

为解决骨肉瘤免疫原性低和传统疗法难以全面激活肿瘤免疫循环的问题，Linbang Wang团队开发了超声触发的BaTiO3-indisulam@PD1-细胞膜纳米颗粒(BI@PCM NPs)。该系统通过破坏RNA选择性剪接生成高质量内源性肿瘤新抗原(ETNs)，利用压电催化产生ROS诱导免疫原性细胞死亡(ICD)，并通过靶向淋巴结递送抗原增强T细胞活化。该研究为个性化肿瘤免疫治疗提供了创新解决方案，发表于《Materials Today Bio》。

　　

肿瘤免疫治疗虽展现出巨大潜力，但骨肉瘤等"冷肿瘤"因新抗原稀缺和免疫抑制微环境导致疗效受限。传统疗法依赖DNA损伤产生新抗原，但存在基因组不稳定风险且效率低下。更棘手的是，现有策略多聚焦免疫循环单一环节，难以形成持续抗肿瘤应答。这就像试图用断开的链条提水——无论强化哪个链节，断裂处仍会导致全局失效。

为破解这一难题，北京大学第三医院骨科团队独辟蹊径，将目光投向RNA加工过程。研究表明，选择性剪接(alternative splicing)产生的肿瘤特异性异构体，比突变新抗原具有更强免疫原性。研究人员创新性地设计出核壳结构纳米颗粒BI@PCM，其内核包含压电材料BaTiO₃(BTO)纳米立方体和剪接调控剂indisulam，外壳为PD1高表达的工程化细胞膜。该系统通过超声触发精准释放组分：indisulam降解剪接因子RBM39产生新抗原；BTO在超声下生成ROS诱导免疫原性细胞死亡(ICD)；释放的10 nm级BTO捕获新抗原靶向淋巴结，同时PD1膜阻断免疫检查点。这种"三位一体"设计首次实现从抗原生成、递送到免疫激活的全循环增强。论文发表于《Materials Today Bio》。

研究采用溶热法合成10 nm BTO纳米立方体，通过基因工程构建PD1过表达的293T细胞膜。关键实验技术包括：①高内涵活死细胞共聚焦成像评估器官样-免疫细胞互作；②转录组测序结合SUPPA2分析剪接变异；③免疫肽组学鉴定新抗原；④流式细胞术动态监测DC-CD8⁺T细胞活化级联；⑤建立患者来源骨肉瘤器官样模型验证个性化疗效。

2.1 BaTiO₃纳米立方体的合成与表征

通过两相溶剂热法合成的BTO纳米立方体(10 nm)具有典型钙钛矿晶体结构，XPS证实其表面存在活性氧物种(O^2?、O₂^2?等)。静电相互作用驱动BTO高效捕获0.7-1.5 kDa肽段（含8-14氨基酸新抗原），粒径增至30 nm后仍保持淋巴结靶向能力。压电力显微镜(PFM)显示其优异压电性能，超声刺激下催化水分解产生活性氧(ROS)和氧气。

2.2 BI@PCM的构建与超声触发释放

基因工程改造的293T-PD1细胞膜成功包裹BTO-indisulam内核，透射电镜显示完整脂质双层结构。优化超声参数(1.5 W/cm², 1 MHz)实现80%组分释放，粒径从175 nm降至7 nm。PD1膜涂层初期会减弱但最终不影响BTO的压电活性。

2.3 免疫原性细胞死亡诱导

流式分析显示BI@PCM+US组肿瘤细胞摄取效率较对照组提高2.1倍。共聚焦显微镜观察到最强钙网蛋白(CRT)膜移位和HMGB1释放，Western blot证实caspase-8-CRT通路激活。ELISA检测到IL-1β、IL-18等炎症因子显著升高，确立典型的ICD特征。

2.4 选择性剪接破坏与新抗原生成

RNA-seq发现indisulam主要诱导外显子跳跃(ES)、保留内含子(RI)和可变启动子(AP)事件。在Mrto4基因中检测到多个RI序列，这类变异产生的肽段与MHC-I结合评分最高。免疫肽组学鉴定出47种剪接衍生新抗原，其中线粒体定位肽段占优。GSEA分析显示内质网蛋白加工和HIF-1通路显著富集，XBP1剪接变体验证内质网应激响应。

2.5 器官样-免疫微环境模型验证

患者来源骨肉瘤器官样培养5周仍保持Ki67高表达。与自体PBMCs共培养显示，BI@PCM+US组肿瘤细胞死亡率达68%，显著高于单药组。多色免疫荧光显示治疗组CD11c⁺DC和CD8⁺T细胞浸润增加，Foxp3⁺Tregs减少。

2.6 体内抗肿瘤效果

近红外成像显示Cy5.5标记的BI@PCM在肿瘤和颈淋巴结特异性聚集。治疗16天后，联合组肿瘤体积抑制率达82%，且未引起肝肾毒性。免疫组化显示HIF-1α下调50%，TUNEL染色显示广泛凋亡。流式检测到CD8⁺GranB⁺效应T细胞比例提升3倍，记忆T细胞占比增加2.4倍，肿瘤复发时间延迟2.8倍。

该研究开创性地将RNA剪接调控、压电催化和免疫检查点阻断整合于单一纳米平台。相较于传统DNA损伤疗法，剪接干扰产生的新抗原具有三大优势：①不引起基因组突变；②结构差异大更易被免疫识别；③源于保守加工过程，适用"冷肿瘤"。实验证实10 nm BTO兼具抗原捕获和淋巴结靶向双重功能，而超声的时空控制特性解决了药物释放与免疫激活的协同难题。

临床转化方面，器官样模型验证了个性化治疗潜力，且患者可避免生殖毒性风险（卵巢组织病理未见异常）。未来与CAR-T联用或引入溶瘤病毒有望进一步提升疗效。这种"全链条"免疫增强策略为实体瘤治疗提供了新范式，尤其适用于突变负荷低的难治性肿瘤。