王均教授和都小姣教授在Journal of Controlled Release期刊发表最新研究成果应
【简要介绍】
近期，华南理工大学医学院都小姣教授和生物医学科学与工程学院王均教授团队在《Journal of Controlled Release》期刊2025年第381卷发表了题为“An mRNA vaccine encoding proteasome-targeted antigen enhances CD8+ T cell immunity”的研究论文。
高效诱导抗原特异性CD8+ T细胞的激活是mRNA肿瘤疫苗开发中的关键。借鉴内源性抗原通过泛素-蛋白酶体系统（UPS）降解加工，并通过MHC-I分子呈递，进而激活CD8+ T细胞的原理。该团队提出将编码抗原的mRNA序列与蛋白酶体靶向肽（PTP）的mRNA序列融合，使用脂质纳米粒（LNP）作为递送体系，构建新型mRNA肿瘤疫苗。该策略旨在使mRNA疫苗所表达的抗原能够靶向蛋白酶体，进而利用内源性抗原加工呈递的方法，激活CD8+ T细胞免疫反应，抑制肿瘤生长。该研究为mRNA疫苗的设计和应用提供策略。
【研究内容】
缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）是HIF-1的一个亚单位，调节多细胞生物在低氧浓度下的适应性细胞反应。在氧气存在的情况下，HIF-1α通过与E3泛素连接酶复合物的von Hippel–Lindau（VHL）组分结合，引发HIF-1α的蛋白酶体降解。HIF-1α中能够被VHL识别的最小氨基酸序列是ALAPYIP，因此，都小姣/王均团队通过在抗原的mRNA序列末端添加了能够表达ALAPYIP肽的mRNA序列，构建了新型mRNA肿瘤疫苗，用于增强抗原被UPS降解，从而促进抗原呈递和CD8+ T细胞免疫反应（图1）。
图1. 抗原-mRNA疫苗设计及其增强CD8+ T细胞免疫反应的作用机制示意图。
为了证明抗原-PTP融合序列能够有效促进所表达的抗原被UPS降解，研究人员在细胞实验中加入VHL特异性抑制剂VH298后，发现构建的融合了人乳头瘤病毒16型的E6抗原的mRNA疫苗（E6-PTP）和癌睾丸抗原家族NY-ESO-1抗原的mRNA疫苗（NY-ESO-1-PTP）处理的DC2.4细胞中E6或NY-ESO-1的表达明显增多，提示了抗原通过UPS降解（图2）。
图2. PTP序列增强了所融合抗原的泛素-蛋白酶体介导的降解。
同时，相比于E6和NY-ESO-1 mRNA组，E6-PTP和NY-ESO-1-PTP mRNA组处理的树突状细胞和巨噬细胞表面MHC-I分子表达明显上升，共刺激信号分子CD80/86表达增加，细胞分泌的IL-12和IFN-γ也显著增多，这意味着抗原呈递能力增强，抗原呈递细胞被有效激活（图3）。
图3. PTP序列增强了抗原呈递细胞表面MHC-I分子表达并促进了抗原呈递细胞的激活。
全转录组测序显示，E6-PTP mRNA处理后，DC2.4细胞中MHC-I抗原呈递途径相关的基因表达明显上调，提示了抗原-PTP mRNA疫苗在抗原呈递方面的积极作用（图4）。
图4. 全转录组测序分析E6-PTP处理的DC2.4细胞中的基因表达情况。
在体内，与E6和NY-ESO-1 mRNA疫苗相比，肌肉注射E6-PTP和NY-ESO-1-PTP mRNA疫苗显著促进了引流淋巴结中树突状细胞和巨噬细胞表面CD86分子的表达，表明这两种mRNA疫苗均具有激活抗原提呈细胞的能力。相应的，E6-PTP和NY-ESO-1-PTP mRNA疫苗组中活化T细胞（CD69+ T细胞）的比例也明显增多，提示了抗原-PTP融合mRNA疫苗引发了更强烈的T细胞反应（图5）。
图5. E6-PTP融合mRNA疫苗促进体内免疫细胞的活化。
在构建的TC-1荷瘤小鼠模型中，肌肉注射E6/E7-PTP mRNA疫苗能够有效抑制肿瘤的生长（图6），并且显著增加了E7抗原特异性CD8+ T细胞的比例。进一步分析脾脏中E7特异性T 细胞中CD69+细胞的频率，证实了该疫苗策略增强了抗原特异性T细胞的活化能力。这些结果清楚地表明了抗原-PTP融合mRNA疫苗增强抗原特异性免疫反应的能力。此外，还观察到注射E6/E7-PTP mRNA疫苗的小鼠脾脏中中央记忆T细胞（TCM，CD44hiCD62L+）的比例上升，提示了该疫苗诱导长期抗肿瘤免疫记忆的形成（图7）。这些数据充分突显了抗原-PTP融合mRNA疫苗在肿瘤治疗中的潜力。
图6. 抗原-PTP融合mRNA疫苗能有效抑制TC-1肿瘤的生长。
图7. 抗原-PTP融合mRNA疫苗引发抗原特异性抗肿瘤免疫反应。
【研究亮点】
CD8+ T细胞的激活对于mRNA肿瘤疫苗的研发至关重要。
抗原-PTP mRNA疫苗增强了抗原的蛋白酶体靶向和降解。
抗原-PTP mRNA疫苗增强了CD8+ T细胞的免疫反应。
【作者信息】
论文的第一作者是凌锦、陈鸿威和黄梦文，论文的通讯作者是华南理工大学生物医学科学与工程学院的王均教授和医学院的都小姣教授。
【参考资料】
文章网址：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365925001877