基于生物正交糖代谢及纳米技术的NK细胞工程改造新技术|免疫|糖代谢|纳米技术|细胞|细胞工程

近日，由中国科学院深圳先进技术研究院研究员蔡林涛领衔的纳米医学研究小组，在基于生物正交糖代谢及纳米技术的NK细胞工程改造方面取得新突破，相关论文《基于生物正交靶向的活细胞纳米载体原位活化NK细胞增强实体瘤免疫治疗的研究》（In Situ Activated NK Cell as Bio-Orthogonal Targeted Live-Cell Nanocarrier Augmented Solid Tumor Immunotherapy）在线发表在Advanced Functional Materials上。

以自然杀伤细胞（NK）为基础的免疫疗法在癌症治疗中具有突出的潜力。然而，其在实体肿瘤中的应用受到功能迅速下降以及归巢和浸润不足的限制。蔡林涛研究员及李文军副研究员、龚萍研究员团队共同合作基于前期的研究基础（Small, 2019, 15, 1804383；Adv. Sci. 2019, 1900251；Bioactive Materials, 2021, 6, 951–962）提出了一种生物正交靶向的活细胞纳米载体技术。利用在NK细胞表面植入生物正交基团及偶联白介素-21（IL-21）纳米颗粒（ILNPs）实现其对实体瘤的深度浸润及原位激活。

本文通过无损的生物正交糖代谢工程在NK细胞和肿瘤细胞表面分别植入生物正交基团（-N3/-BCN）。利用生物正交反应介导的人工靶向策略有效地促进了NK细胞的对肿瘤细胞的特异性识别和迁移，在肿瘤中浸润深度接近对照组的四倍。

同时，与传统的全身给药相比，NK细胞偶联的ILNPs纳米粒能够在肿瘤原位释放IL-21佐剂，在低剂量下对NK细胞产生有效且持续的“伪自分泌”刺激，可显著促进NK细胞的增殖和活化，增强治疗潜力，同时限制全身毒性。重要的是，活细胞纳米载体通过IL-21触发的免疫效应有效激活先天免疫系统，显著改善肿瘤免疫微环境。这种具有生物正交靶向的原位活化NK细胞纳米载体为免疫细胞活化和实体肿瘤免疫治疗提供了一种通用而强大的策略。

该论文第一作者为中科院深圳先进技术研究院硕士生孟丹丹，副研究员潘宏和博士后贺伟，论文通讯作者为中科院深圳先进院蔡林涛研究员、李文军副研究员和龚萍研究员。