谭蔚泓院士团队开发基于mRNA-LNP的体内原位CAR-M细胞疗法，增强癌症免疫治疗

近日，中国科学院杭州医学研究所谭蔚泓院士、谢斯滔研究员和刘湘圣研究员等在预印本平台 bioRxiv上发表了题为：Intraperitoneal programming of tailored CAR macrophages via mRNA-LNP to boost cancer immunotherapy 的研究论文。

该研究探索了36种包含不同巨噬细胞胞内域（ICD）的CAR组合，利用巨噬细胞靶向的

mRNA-LNP系统，实现了肿瘤免疫治疗所需的CAR-M细胞的体内原位高效构建。在实体瘤小鼠模型中，CAR-M细胞的腹腔内编程可引起稳健的适应性免疫系统激活，并且在耐药模型中与标准治疗PD-1/PD-L1免疫检查点阻疗法发挥显著的协同作用。

为了解决上述难题，研究人员开始尝试通过非病毒纳米载体在体内原位制备CAR-M细胞，直接治疗实体瘤。此外，目前对巨噬细胞的胞内域（ICD）的结构研究主要集中在CD3ζ信号转导上。然而，仅仅依赖CD3ζ并不能完全发挥巨噬细胞的多功能特性，用于肿瘤免疫疗法。因此，通过CAR途径系统性地研究与巨噬细胞相关的信号通路的合理设计、组合及其生物学效应是必要的。

在这项研究中，研究团队分析了含有不同胞内域（吞噬：CD3ζ和Dectin1；促炎：CD40和TLR4；可能效应物：CD46和CFS2R）的36种CAR组合对体外和体内巨噬细胞的生物学影响。

通过开发巨噬细胞靶向的mRNA-LNP递送系统，研究团队实现了肿瘤免疫治疗所需的CAR-M细胞的体内原位高效构建。

在两种同系实体瘤小鼠模型中，CAR-M腹腔内编程可引起稳健的适应性免疫系统激活，并且在耐药模型中与标准治疗PD-1/PD-L1免疫检查点阻疗法发挥显著的协同作用。通过全面的单细胞RNA测序（scRNA-seq）进一步分析表明，同时用CD3ζ和TLR4在体内编程CAR-M可以显著促进巨噬细胞从M2促癌表型向M1促炎表型的转变，通过干扰NF-κB通路以上调PD-L1和MHC I表达。同时，该研究还发现，CAR-M细胞重塑了免疫抑制性的肿瘤微环境，从而提高了TCF1⁺ PD-1⁺ 祖细胞耗竭的CD8 T细胞（T_pex）的数量。此外，siRNA介导的PD-L1敲低和CAR-M细胞之间的协同作用突出了巨噬细胞上PD-L1表达在抗原交叉呈递过程中的关键作用，强调了在抗原交叉呈递中阻断PD-1/PD-L1信号轴的必要性。

总的来说，该研究开发了一种mRNA-LNP递送系统，用于体内靶向定制CAR-M的腹腔编程，并进一步加深了对CAR-M疗法治疗实体瘤的调控和反馈机制的理解.