利用靶向慢病毒载体和转导增强剂提高体内B细胞基因递送效率

《Acta Biomaterialia》:Enhancing in vivo B cell gene delivery using targeted lentiviral vectors and transduction enhancers

【字体: 时间:2026年04月20日 来源:Acta Biomaterialia 9.6

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  B细胞工程通过优化靶向慢病毒载体与转导增强剂组合实现高效体内转导,显著提升抗RSV抗体血清水平且安全无副作用。

  
马歇尔·弗里茨(Marshall Fritz)|卢卡斯·C·奥尔森(Lucas C. Olson)|沈丽梅(Limei Shen)|赵静宇(Jingyu Zhao)|麦迪逊·卡德(Madison Card)|雷蒙德·皮克尔斯(Raymond Pickles)|塞缪尔·赖(Samuel Lai)
北卡罗来纳大学教堂山分校埃舍尔曼药学院(Eshelman School of Pharmacy)药物工程与分子药剂学系,美国北卡罗来纳州教堂山,邮编27599。

摘要

B细胞在体液免疫中扮演着独特的角色,而利用其独特生物功能的工程化B细胞在治疗效果方面具有巨大潜力。本文结合化学和病毒学策略,开发了一种通过优化CD20靶向的尼帕副黏病毒(Nipah paramyxovirus)伪型慢病毒载体(lentiviral vectors, LVs)的配方,并结合使用转导增强剂(transduction enhancers, TEs),实现B细胞的原位(in situ)工程改造方法。某些TE组合使得分离出的B细胞以及体外培养的人类外周血单核细胞(PBMCs)中的B细胞转导效率提高了3倍以上,同时保持了靶向特异性。特别是聚氧乙烯烷基化物407(poloxamer 407)与丙戊酸(valproic acid)的组合,以及含有四种不同TE的配方,在PBMC移植的NSG小鼠体内显著增强了循环B细胞的转导效果。这种增强作用使得第26天时重组抗RSV抗体的血清水平提高了20倍以上,且未观察到任何安全问题或脱靶转导现象。这些结果表明,通过适当配方设计慢病毒载体并选用合适的TE,可以实现有效的、特异性的体内B细胞工程改造,为开发结合基因治疗和细胞治疗的新B细胞治疗策略提供了支持。

意义声明

高效的体内细胞工程改造仍面临两大挑战:实现细胞类型特异性和达到足够的治疗相关基因转移效率。本研究表明,使用具有良好转导特性的靶向慢病毒载体,并结合选定的小分子和聚合物类转导增强剂,可以显著提高B细胞的体内基因传递效率,同时不损害靶向特异性。鉴于循环B细胞转导的固有难度,这些发现为通过载体配方改进靶向基因传递提供了一种普遍适用的方法。

章节摘录

引言

B细胞是免疫系统的重要组成部分。它们的功能包括产生抗原特异性抗体(Abs),这对有效的体液免疫至关重要;同时还能分泌参与自分泌/旁分泌信号传导的分子,并将抗原呈递给其他免疫细胞[1]。此外,B细胞可以分化为寿命长达数十年的浆细胞,持续产生大量抗体[2]。工程化B细胞

转导增强剂

Vectofusin-1(Miltenyi Biotech, Gaithersburg, MD)以1 mg/mL的浓度配制,分装成50 μL的小份并储存于-80°C备用。丙戊酸(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)以20 mg/mL的浓度溶解在无菌水中,分装成1-2 mL的小份,储存于4°C,每两周重新配制一次。聚氧乙烯烷基化物407(Poloxamer 407,Sigma-Aldrich)也以20 mg/mL的浓度溶解在无菌水中,分装成1-2 mL的小份,储存于4°C,每四周重新配制一次。雷帕霉素(Rapamycin,LC Laboratories, Woburn, MA)以1 mg/mL的浓度溶解在DMSO中

TE在体外的毒性

为了确定每种转导增强剂(TE)的有效浓度,我们首先评估了可能引起细胞应激或毒性的条件,方法是观察其对永生化的人类SA13杂交瘤细胞生长的影响(持续72小时),这一标准比单纯的急性细胞毒性更为严格。在测试的TE中,P407在所有测试浓度下均未对细胞生长产生明显影响(图1A)。相比之下,VF-1在浓度超过5 μg/mL时显著抑制了细胞生长

讨论

尽管多种体外工程化的T细胞疗法(如CAR-T)已获得FDA批准,还有许多候选疗法处于临床开发阶段,但相对而言,将工程化B细胞推进到临床研究的案例较少。这种差异反映了体外大量制备B细胞的难度,以及体外和体内高效转导B细胞的固有挑战。因此,大多数报道的方法依赖于体外B细胞的操作

资金支持

本研究得到了美国国立卫生研究院(National Institute of Health,网址:http://www.nih.gov/)的R21AI180822(SKL)项目资助,以及埃舍尔曼药学院的额外资金支持。资助方未参与研究设计、数据收集与分析、发表决定或手稿撰写过程。

作者贡献

概念构思:MF & SKL
实验:MF, LS, JZ, MS, RP
分析:MF, LO, LS, SKL
写作:MF, LO, SKL

作者贡献声明

马歇尔·弗里茨(Marshall Fritz): 写作——审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件使用、资源协调、项目管理、方法论设计、实验设计、数据分析、概念构思。 卢卡斯·C·奥尔森(Lucas C. Olson): 数据整理、数据分析、数据可视化、审稿与编辑。 沈丽梅(Limei Shen): 项目管理、方法论设计、数据分析。 赵静宇(Jingyu Zhao): 写作——审稿与编辑、实验设计、数据整理、概念构思。 麦迪逊·卡德(Madison Card):
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