? 文獻(xiàn)題目：Large and low-PEG lipid nanoparticles enable efficient dendritic cell targeting for potent mRNA Cancer vaccines（大粒徑、低PEG脂質(zhì)納米顆粒可實(shí)現(xiàn)高效的樹(shù)突狀細(xì)胞靶向，用于強(qiáng)效mRNA癌癥疫苗）

? 發(fā)表期刊：

Journal of Controlled Release

? 發(fā)表時(shí)間：2026年2月2日

? 研究團(tuán)隊(duì)：中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所/廣州實(shí)驗(yàn)室徐濤院士、北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院朱蘭教授、廣州實(shí)驗(yàn)室劉倩研究員等聯(lián)合。

? 主要研究結(jié)果：研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)系統(tǒng)調(diào)控脂質(zhì)納米顆粒（LNP）的PEG-脂質(zhì)含量和總投入濃度，成功研發(fā)了一種新型的大粒徑、低PEG含量脂質(zhì)納米顆粒（LLNP）。該平臺(tái)在靜脈給藥后表現(xiàn)出卓越的脾臟樹(shù)突狀細(xì)胞（DC）靶向能力，DC轉(zhuǎn)染效率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)制藥平臺(tái)。LLNP不僅能誘導(dǎo)強(qiáng)烈的效應(yīng)和記憶T細(xì)胞免疫反應(yīng)，還能在極低劑量下實(shí)現(xiàn)多種腫瘤的完全清除，為下一代癌癥免疫治療提供了強(qiáng)有力的技術(shù)平臺(tái)。

研究背景

mRNA疫苗在新冠疫情中展現(xiàn)了巨大潛力，但在癌癥治療領(lǐng)域仍面臨挑戰(zhàn)。

癌癥免疫治療的核心在于誘導(dǎo)強(qiáng)效的腫瘤特異性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（CTL）反應(yīng)，而樹(shù)突狀細(xì)胞（DC）作為最強(qiáng)大的抗原提呈細(xì)胞，是啟動(dòng)這一過(guò)程的關(guān)鍵。然而，現(xiàn)有的脂質(zhì)納米顆粒（LNP）大多針對(duì)肝臟或肌肉遞送優(yōu)化，對(duì)脾臟DC的靶向效率極低，導(dǎo)致抗原提呈不足和免疫反應(yīng)微弱。盡管目前已開(kāi)發(fā)出如RNA-lipoplex（LPX）等DC遞送平臺(tái)，但其DC轉(zhuǎn)染率仍處于較低水平（約6%），限制了疫苗的最終療效。

核心內(nèi)容詳解

一、 LLNP的工程化設(shè)計(jì)與理化性質(zhì)優(yōu)化

研究對(duì)象與方法：

研究人員以經(jīng)典的Moderna疫苗脂質(zhì)配方（1.5% PEG）為基準(zhǔn)，選用SM-102作為電離脂質(zhì)，通過(guò)微流控裝置系統(tǒng)性地調(diào)節(jié)PEG-脂質(zhì)含量（從1.5%降至0.2%）以及總投入濃度（TIC，從1×提升至6×）。

研究結(jié)果：

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，單參數(shù)調(diào)節(jié)（僅降低PEG或僅增加TIC）雖能增大粒徑，但難以突破200 nm。通過(guò)雙參數(shù)聯(lián)合調(diào)節(jié)，當(dāng)PEG含量降至0.3%且TIC增至6×?xí)r，成功制備出穩(wěn)定且粒徑顯著增大的LLNP（粒徑約250–280 nm）。冷凍電鏡顯示，LLNP呈單層、均一的球形結(jié)構(gòu)。這些顆粒表現(xiàn)出極高的包封率（>90%）和良好的物理穩(wěn)定性，在4°C PBS中可穩(wěn)定保存至少21天。

實(shí)驗(yàn)小結(jié)：本部分通過(guò)精密的參數(shù)調(diào)控，打破了傳統(tǒng)LNP粒徑偏小的限制，構(gòu)建了一個(gè)理化性質(zhì)穩(wěn)定的大粒徑遞送平臺(tái)，為后續(xù)體內(nèi)DC靶向研究奠定了基礎(chǔ)。

二、 LLNP實(shí)現(xiàn)高效的脾臟DC精準(zhǔn)靶向

研究對(duì)象與方法：

研究團(tuán)隊(duì)將包封了熒光素酶（luc）或GFP mRNA的LLNP通過(guò)靜脈注射給藥，觀察其在器官和細(xì)胞水平的分布。

研究結(jié)果：

生物熒光成像顯示，LLNP的信號(hào)幾乎完全集中在脾臟，肝臟和其他器官信號(hào)極微弱。更令人驚喜的是，在細(xì)胞水平上，LLNP驅(qū)動(dòng)的GFP表達(dá)高度集中于DC。數(shù)據(jù)顯示，在GFP+細(xì)胞中約82%為DC，且脾臟中約44%的CD11c+ DC表達(dá)了GFP。相比之下，傳統(tǒng)的小粒徑SLNP（1.5% PEG, 6× TIC）的DC轉(zhuǎn)染率僅為6%，基準(zhǔn)MODLNP僅為2%。

實(shí)驗(yàn)小結(jié)： LLNP展現(xiàn)了極其卓越的DC靶向偏好性，其轉(zhuǎn)染效率較傳統(tǒng)配方提升了數(shù)十倍，成功解決了mRNA遞送系統(tǒng)“靶向難”的問(wèn)題。

三、誘導(dǎo)強(qiáng)效、多功能及記憶性T細(xì)胞反應(yīng)

研究對(duì)象與方法：

采用HPV16 E6E7 mRNA作為抗原，對(duì)C57BL/6小鼠進(jìn)行兩次免疫（第0和7天），通過(guò)流體細(xì)胞術(shù)評(píng)估脾臟中抗原特異性CD8+ T細(xì)胞的擴(kuò)增及功能。

研究結(jié)果：

LLNP免疫后，脾臟中E7特異性CD8+ T細(xì)胞比例在二次免疫后飆升至約25%。功能分析顯示，這些T細(xì)胞能產(chǎn)生高水平的IFN-γ（~8%）、TNF-α（~1%）及IL-2。此外，LLNP誘導(dǎo)了更高比例的中央記憶型（CM）和記憶前體效應(yīng)細(xì)胞（MPEC），預(yù)示著持久的免疫保護(hù)力。在腫瘤局部，LLNP也顯著增加了腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（TIL）的數(shù)量。

實(shí)驗(yàn)小結(jié)：由于其高效的DC靶向能力，LLNP能夠極大地增強(qiáng)抗原提呈，從而激發(fā)出規(guī)模宏大且功能完備的T細(xì)胞防線(xiàn)。

四、卓越的腫瘤根除能力與低劑量敏感性

研究對(duì)象與方法：

在皮下植入C3.43腫瘤（約50 mm3）的小鼠模型中，通過(guò)靜脈注射三劑5 μg、1 μg或0.2 μg的E6E7-mRNA LLNP進(jìn)行治療。

研究結(jié)果：

在5 μg劑量下，LLNP實(shí)現(xiàn)了100%（12/12）的腫瘤完全根除，小鼠生存期顯著延長(zhǎng)，且在90天內(nèi)無(wú)一例復(fù)發(fā)。即便將劑量降至1 μg，仍有58.3%的小鼠獲得治愈，且在0.2 μg極低劑量下仍能觀察到顯著的腫瘤生長(zhǎng)延緩。此外，治愈后的小鼠在第90天接受再次腫瘤攻擊時(shí)，表現(xiàn)出100%的排斥能力，證明了長(zhǎng)期免疫記憶的建立。

實(shí)驗(yàn)小結(jié)： LLNP疫苗在極具挑戰(zhàn)性的腫瘤模型中展現(xiàn)了卓越的治療潛力，且具有很強(qiáng)的劑量經(jīng)濟(jì)性，這對(duì)于減少臨床副作用具有重要意義。

五、攝取機(jī)制探究：尺寸與PEG含量的協(xié)同作用

研究對(duì)象與方法：

在DC2.4和D2SC/1細(xì)胞系中通過(guò)4°C結(jié)合實(shí)驗(yàn)、各種內(nèi)吞抑制劑及Cy5標(biāo)記mRNA，探究LLNP為何如此高效。

研究結(jié)果：

機(jī)制研究表明，LLNP的優(yōu)勢(shì)不在于內(nèi)吞體逃逸效率（EEE與SLNP相似），而在于顯著增強(qiáng)的細(xì)胞攝取能力（提升了3-6.5倍）。LLNP由于粒徑大且PEG密度低，與細(xì)胞膜的接觸面積更大，從而產(chǎn)生了更強(qiáng)的表面粘附力。抑制劑實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，LLNP通過(guò)網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)、穴樣凹陷介導(dǎo)及巨胞飲等多種途徑進(jìn)入DC。

實(shí)驗(yàn)小結(jié)：本部分從生物物理學(xué)角度闡明了“大而少PEG”的設(shè)計(jì)哲學(xué)，即通過(guò)增加界面相互作用面積來(lái)驅(qū)動(dòng)更高效的入胞過(guò)程。

六、 DC亞群貢獻(xiàn)分析：cDC1起主導(dǎo)作用

研究對(duì)象與方法：

利用Batf3 KO小鼠（缺失cDC1）和CD11c-DTR小鼠（可消耗cDC1/cDC2）探討免疫反應(yīng)的細(xì)胞基礎(chǔ)。

研究結(jié)果：

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在Batf3 KO小鼠中，LLNP激發(fā)的CTL反應(yīng)下降了約75%，證明cDC1是介導(dǎo)LLNP免疫反應(yīng)的主要亞群。盡管cDC2的轉(zhuǎn)染率更高，但cDC1在攝取LLNP后表現(xiàn)出更強(qiáng)的成熟度和更高的共刺激分子（如CD80, CD40）表達(dá)水平，具有更強(qiáng)的“單兵作戰(zhàn)”提呈能力。

實(shí)驗(yàn)小結(jié)：研究明確了cDC1在LLNP疫苗中的核心地位，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)cDC2在cDC1缺失時(shí)能起到一定的代償支撐作用，這為精準(zhǔn)疫苗設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。

七、與傳統(tǒng)LPX及給藥途徑的對(duì)比驗(yàn)證

研究對(duì)象與方法：

將LLNP與BioNTech的RNA-LPX平臺(tái)以及常規(guī)肌肉注射（i.m.）配方進(jìn)行多維度對(duì)比。

研究結(jié)果：

LLNP在DC轉(zhuǎn)染、T細(xì)胞激活和腫瘤生存獲益方面均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的DD-LPX平臺(tái)。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，LLNP專(zhuān)為靜脈給藥優(yōu)化，在系統(tǒng)給藥下表現(xiàn)卓越；而傳統(tǒng)的MODLNP則更適合肌肉注射，兩者在不同途徑下各具優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)調(diào)了“途徑特定優(yōu)化”的重要性。

實(shí)驗(yàn)小結(jié)：通過(guò)橫向?qū)Ρ龋M(jìn)一步凸顯了LLNP作為一種新型系統(tǒng)性遞送平臺(tái)的領(lǐng)先地位和應(yīng)用前景。

小結(jié)

本研究成功開(kāi)發(fā)了基于大粒徑（~250-280 nm）和低PEG（0.3%）設(shè)計(jì)的新型脂質(zhì)納米顆粒LLNP。該平臺(tái)在靜脈給藥后能實(shí)現(xiàn)高效的脾臟DC精準(zhǔn)靶向和抗原表達(dá)，其DC轉(zhuǎn)染效率突破了現(xiàn)有技術(shù)的局限。通過(guò)cDC1介導(dǎo)的強(qiáng)效T細(xì)胞免疫反應(yīng)，LLNP疫苗在低劑量下即可根除建立的腫瘤并產(chǎn)生持久的免疫記憶。這些發(fā)現(xiàn)不僅為下一代強(qiáng)效mRNA癌癥疫苗的開(kāi)發(fā)提供了卓越的平臺(tái)，也為納米藥物的表面物理化學(xué)特性與免疫細(xì)胞相互作用提供了深刻見(jiàn)解。

參考文獻(xiàn)

[1] Xu X, An J, Bai D, Xu Y, Wu T, Yang H, Yan Y, Yang S, Wei Z, Yao Y, Liu Q, Xu T, Zhu L. Large and low-PEG lipid nanoparticles enable efficient dendritic cell targeting for potent mRNA Cancer vaccines. J Control Release. 2026 Feb 2:114680.

注：本文僅作為醫(yī)療健康領(lǐng)域前沿進(jìn)展分享， 非 治 療 方 案 推 薦。

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撰寫(xiě)| RNA星球

校稿| Gddra編審| Hide / Blue sea

編輯 設(shè)計(jì)| Alice