药理学编程的耐受性树突状细胞膜包覆纳米粒子用于移植中CCR7依赖性淋巴器官靶向

《Biomaterials》：Pharmacologically Programmed Tolerogenic Dendritic Cell Membrane-Coated Nanoparticles for CCR7-Dependent Lymphoid Organ Targeting in Transplantation

　　**摘要要点**- PP242/DHA产生的树突状细胞膜具有低免疫原性和高CCR7表达。- USF2驱动的Ccr7转录恢复了CCR7依赖的淋巴器官靶向。- PD-DmRK在淋巴器官中积累，同时减少了肝脏和肾脏的滞留。- PD-DmRK延长了皮肤和心脏同种异体移植物存活时间，并重塑了移植物免疫。- 药理学膜编程实现了淋巴器官靶向免疫治疗。**引言**器官移植是终末期器官衰竭患者的确定性治疗方法[1]、[2]。然而，同种异体移植物排斥仍然是导致移植物功能障碍和影响长期生存的重大临床障碍[3]、[4]、[5]。为防止排斥反应，受者通常需要终身服用免疫抑制药物，这些药物常伴有严重的不良反应，包括感染、肝肾毒性和代谢紊乱[6]、[7]。这些与治疗相关的毒性突出了开发更有效和更安全的免疫调节策略的必要性。作为第三代哺乳动物雷帕霉素靶蛋白抑制剂，RapaLink-1将雷阿霉素衍生的大环内酯与ATP竞争性抑制剂INK-128结合，从而实现了对信号通路的强效且持续的抑制[8]、[9]。我们之前的研究表明，与雷帕霉素相比，RK显著延长了同种异体移植物存活时间[10]，证实了其增强的免疫抑制活性。然而，其临床潜力仍受到剂量限制性全身毒性的限制[10]、[11]，这需要通过增强组织选择性和减少脱靶暴露的递送策略来解决。值得注意的是，我们进一步发现RK的嵌合结构赋予了其固有的自组装特性，能够形成无载体纳米颗粒，具有高度的药物负载能力，为靶向递送提供了基础。二级淋巴器官，如脾脏和淋巴结，是异体抗原识别以及抗原提呈细胞与T细胞相互作用的主要部位[12]、[13]、[14]。因此，选择性地将免疫抑制药物递送到SLOs提供了一种有前景的方法，既能增强局部免疫调节，又能减少全身毒性[15]、[16]、[17]、[18]。与依赖于人工靶向修饰的传统工程化靶向策略相比，细胞膜包被的纳米载体继承了其来源细胞的表面蛋白和生物功能[19]，提供了一种更具生理相关性的SLO靶向策略，同时保持有利的生物相容性[20]、[21]。例如，来自免疫刺激性APCs（如成熟树突状细胞和活化巨噬细胞）的膜已被广泛用作癌症免疫治疗中的生物仿生靶向策略[22]、[23]、[24]、[25]。然而，免疫刺激性APCs来源膜上丰富的共刺激分子（如CD80和CD86）可能触发T细胞活化，从而对加重宿主同种异体免疫反应构成重大风险[26]、[27]、[28]。因此，构建具有固有低免疫原性的膜包被纳米载体，对于在移植中靶向递送免疫抑制药物而言，是一种极具吸引力的方法。在此背景下，耐受性树突状细胞具有低免疫原性和免疫调节特性，是移植中生物仿生药物递送系统的理想来源[28]、[29]、[30]。近期的研究表明，来自TolDCs的人工囊泡可以保留这些特性[31]，支持了在纳米颗粒递送平台中使用TolDCs来源的无细胞成分。然而，传统的耐受性诱导方案通常会损害参与淋巴组织迁移的多种粘附和趋化分子的表达，包括CCR7，从而损害了体内向SLOs归巢的效率[32]、[33]、[34]。因此，在保持耐受性的同时恢复迁移能力，仍然是开发TolDCs膜靶向递送系统在移植应用中面临的核心挑战。在本研究中，我们开发了PD-DmRK，这是一种由PP242/二十二碳六烯酸诱导的TolDCs来源的膜包被的RK纳米颗粒制剂。PP242/DHA诱导保留了低共刺激DC表型并增加了CCR7表达。我们进一步确定了USF2作为PD诱导的TolDCs中Ccr7表达的一个调节因子。在移植模型中，PD-DmRK延长了同种异体移植物存活时间，并与较低的肝脏和肾脏积累相关。这些发现支持了其在移植中用于SLOs靶向免疫调节的潜在应用。**各章节片段****动物**雄性C57BL/6小鼠（6周龄）被用作皮肤和心脏移植的受者以及骨髓来源树突状细胞的来源。雄性BALB/c小鼠（6周龄）作为同种异体皮肤和心脏移植的供者。所有小鼠均购自杭州医学院，并在浙江大学医学院附属第一医院实验动物中心以无特定病原体条件下饲养。**生物仿生DmRK平台的制剂优化和物理化学表征**为开发用于靶向免疫抑制的耐受性生物仿生平台，我们构建了用来自不同TolDCs的膜包被的RK纳米颗粒。由于AKT-mTOR抑制常用于诱导TolDCs，我们纳入了雷帕霉素和SC66作为分别针对mTOR和AKT的代表性对照物，并与PP242/DHA方案进行比较。在LPS刺激后，这些处理生成了Rapa/TolDCs、SC66/TolDCs和PD/TolDCs。表征...**讨论**尽管移植手术和围手术期管理取得了重大进展，但长期移植物存活仍然受到同种异体移植物排斥和非特异性免疫抑制相关全身毒性的限制[3]、[61]。在本研究中，我们开发了一种生物仿生纳米平台，即用PD诱导的TolDCs来源的细胞膜包被自组装的RK纳米颗粒。该制剂解决了DC耐受性与迁移能力之间的权衡问题。因此，PD-DmRK...**作者贡献声明**韩伟利：写作 – 审阅与编辑、监督、项目管理、经费获取、概念构思。童新宇：调查。付阳：调查。石月：调查。严月悦：形式分析、调查。向阳伟：资源。苏荣：资源、调查。杨思佳：调查。于龙杰：调查。吴中翰：写作 – 原稿、可视化、方法学、调查、形式分析、数据整理、概念构思。郭丹京：...**利益冲突**作者声明不存在潜在的利益冲突。**数据和材料可用性**本研究中产生的原始和加工后的单细胞RNA测序数据已存储在国家生物技术信息中心基因表达综合数据库中，登录号为GSE337690。支持本研究所有其他发现的数据可在本文及其补充信息中获得。**关于生成式AI和AI辅助技术在稿件准备过程中的声明**在本文准备过程中，我们使用ChatGPT辅助语言润色。我们根据需要审阅和编辑了输出内容，并对已发表论文的内容承担全部责任。**资助**本研究得到了以下项目的资助：非传染慢性疾病-国家科技重大专项、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金。石月 – 调查**利益冲突声明**作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。**致谢**我们感谢浙江大学医学院附属第一医院中心实验室核心设施的王亚宏和范庭敏提供的荧光光谱流式细胞术分析技术协助。我们感谢浙江大学医学院附属第一医院实验动物中心的周梦桥和金成在鼠异位心脏移植和尾静脉注射程序方面提供的技术协助。我们感谢技术...吴中翰 | 周可 | 王宁 | 严月悦 | 卢泽林 | 付阳 | 童新宇 | 向阳伟 | 石月 | 杨思佳 | 苏荣 | 郭丹京 | 于龙杰 | 孙瑞琪 | 唐红 | 韩伟利