コリンリン酸を介した細胞膜相互作用による抗原捕捉の強化と原位腫瘍ワクチンの改善

2025-02-05 Wed
コリンリン酸基に基づく抗原捕捉戦略で原位腫瘍ワクチン研究を支援：新しい腫瘍免疫治療戦略がん免疫療法の分野では、患者自身の免疫システムを利用して腫瘍を標的にする能力が評価され、原位腫瘍ワクチンは注目を集めていますが、これらのワクチンは臨床応用において多くの課題に直面しています。この課題を解決するために、《Advanced Healthcare Materials》に掲載された研究では、コリンリン酸（cholinephosphate）を介した細胞膜相互作用を利用して抗原捕捉効率を向上させることで、腫瘍ワクチンの免疫効果を向上させる革新的な方法が提案されています。本研究は、Jinan University、Hunan University of Chinese Medicine、およびGuangzhou Medical Universityの研究チームによって2025年に発表されました。
背景と研究動機近年、腫瘍免疫療法はがん治療の研究の焦点となっています。しかし、革新的な治療法である原位腫瘍ワクチンは、実際の応用において明らかな限界があります。この療法の基本原理は、特定の腫瘍部位で腫瘍細胞の死を誘導することで腫瘍抗原を放出させ、それを抗原提示細胞（APC）が捕捉し提示することで、腫瘍特異的な免疫応答を活性化させるものです。しかし、このプロセスでは抗原の捕捉と提示効率がしばしばワクチンの有効性を制限する要因となります。
これまで、抗原捕捉および輸送効率を大幅に向上させるために、機能性ナノキャリアや3次元ハイドロゲルネットワークを用いる研究が行われてきました。それにもかかわらず、水不溶性の腫瘍細胞膜抗原（water-insoluble tumor cell membrane antigens）の捕捉は依然として未解決の課題として残っています。加えて、水溶性抗原と水不溶性抗原の両方を病原体模倣型で効果的に捕捉し、APCに提示する革新的な手法も必要です。本研究では、コリンリン酸基を介した抗原捕捉戦略を提案し、この戦略に基づいて新しい原位腫瘍ワクチンプラットフォームを開発しました。
研究設計と作業プロセス方法概要研究の中心は、改善された原位腫瘍ワクチンの構築でした。このワクチンは、マンガン（Mn2+）を含む黒リンナノ粒子（manganese-mineralized black phosphorus, MNBP）および抗原捕捉用のポリ（グルタミン酸-コリンリン酸：poly(glutamic acid-cholinephosphate), PgluCP）を使用しています。作業プロセスは以下の主要なステップから成ります：
MNBPの調製と修飾：
研究では最初に、溶媒剥離法を使用して黒リンナノシート（BP nanosheets）を調製しました。N-メチルピロリドン（NMP）を用いた超音波処理や、アンモニア水および塩化マンガン（MnCl2）の添加によってマンガンリン酸塩の電着を完了させ、最終的にMNBPナノ粒子を得ました。
剥離時間と溶媒条件を最適化した上で、透過型電子顕微鏡（TEM）やフーリエ変換赤外分光（FT-IR）などでナノ粒子の形状と成分を包括的に表表表しました。最終的に選ばれたMNBPのサイズは約340 nmで、優れた光熱性能を持っていました。
MNBP@PgluCP複合材料の構築：
荷電相互作用を利用して、陽電荷を持つPgluCPで負電荷を持つMNBPを覆う実験を行いました。プロトン核磁気共鳴（1H NMR）を用いた構造特性確認の後、1:6などの異なる質量比で包覆効率を確認しました。
光熱性能と免疫原性評価：
光熱性能分析では、MNBPは1.5 W cm−2レーザー照射下で43 °Cまで安定して温度を上昇させることが可能で、複数回の加熱/冷却サイクルにおいて卓越した光熱安定性を示しました。また、シリーズのin vitro実験において、光熱療法誘導の腫瘍抗原（TAAs）放出と免疫原性細胞死（ICD）を確認しました。
抗原捕捉と提示：
クラス解析とBCA法を組み合わせた結果、PgluCP修飾により、MNBP@PgluCPは水溶性および水不溶性抗原の捕捉効率が顕著に向上しました。抗原複合体は骨髄由来樹状細胞（BMDC）の抗原提示と成熟作用にも有益であることを示しました。
体内での免疫効果評価：
単側マウスモデルおよび双側マウスモデルにおいて、MNBP@PgluCPナノ粒子が光熱療法と免疫活性化効果を示すことを実証しました。蛍光イメージングでナノ粒子の腫瘍部位での保持能力を確認し、流式細胞分離法とELISAを用いて、成熟DCの割合、CD8+ T細胞浸潤、関連するサイトカイン分泌を測定しました。
研究結果と発見実験データと結果分析光熱効果： MNBP@PgluCPは、1.5 W cm−2の光照射下で顕著な温度上昇効果を示しました。

抗原捕捉： SDS-PAGEおよびBCA測定で、MNBP@PgluCPが顕著に高効率で抗原を捕捉。
液体類解析、T濃縮