m6A修饰mRNA-LNP递送系统用于CAR靶向免疫治疗的抗肿瘤机制研究

《Scientific Reports》：m6A-modified mRNA–LNP system enables in vivo CAR expression and is associated with antitumor immune responses

摘要

信使 RNA (mRNA) 疗法已成为一种用于瞬时基因递送的通用模式，但将转录组表观遗传调控整合到合成 mRNA 设计中的策略仍然有限。在 RNA 修饰中，N6-甲基腺苷 (m⁶A) 通过甲基转移酶、结合蛋白和去甲基化酶的协同作用，是 mRNA 稳定性、翻译和细胞信号传导的主要调节因子。然而，利用工程改造的 m⁶A 修饰 mRNA 来调节体内免疫反应的相关研究相对较少。在此，我们开发了一种可调的脂质纳米颗粒 (LNP) 递送系统，使用编码靶向成纤维细胞活化蛋白 (FAP) 的嵌合抗原受体 (CAR) 的 m⁶A 修饰 mRNA。施用这些 mRNA-LNP 与免疫细胞中 RNA 甲基化状态的改变相关，并诱发了抗肿瘤免疫反应。转录组分析表明免疫相关通路的激活以及与免疫记忆一致的标志性特征。配方设计具有模块化特性，允许修改 LNP 的成分。替换为 pH 响应性两性聚合物后，维持了治疗活性，且疗效没有实质性损失。此外，将 FAP 靶向序列替换为癌症干细胞 (CSC) 标志物（包括 EpCAM、LGR5 和 CD133），保留了抗肿瘤反应。靶向 CSC 相关抗原还伴随着肿瘤内源性 SPP1 信号通路的抑制。总之，这些结果表明，mRNA-LNP 提供了一种用于 CAR 靶向和免疫治疗的灵活且可编程的系统，既能影响转录组表观遗传状态，又能调节纳米颗粒成分和抗原特异性。本工作通过合成 RNA 工程和外源 mRNA 的受控 m⁶A 修饰，建立了开发基于 mRNA 的可编程癌症免疫治疗的框架。