[发明专利]基于工程化线粒体的肿瘤抗原递送系统及应用

说明书

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及基于工程化线粒体的肿瘤抗原递送系统及应用。尽管线粒体中的DNA和磷脂成分作为TLR的激动剂已有报道，但是目前尚无文献报道以线粒体作为肿瘤抗原递送系统，构建基于转基因线粒体的预防性/治疗性肿瘤疫苗。本发明以鸟氨酸氨甲酰基转移酶(OTC)作为前导序列的质粒，结合慢病毒转染系统，建立了靶向线粒体的抗原表达平台。以卵清蛋白(OVA)和酪氨酸酶相关蛋白2(TRP2)为模型抗原，构建在线粒体上过表达OVA或TRP2的稳定细胞株，并提取其中的转基因线粒体(OVA‑MITO和TRP2‑MITO)用于评价它们作为肿瘤疫苗的效力。

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及基于工程化线粒体的肿瘤抗原递送系统及应用。

背景技术

肿瘤疫苗的开发旨在通过激发针对肿瘤的适应性免疫反应来预防和治疗肿瘤。目前，已出现多种类型的肿瘤疫苗，它们包括肽段疫苗、全细胞疫苗、核酸疫苗、病毒载体疫苗等。然而，这些肿瘤疫苗大多未能在临床上取得实际性的进展。例如，已有研究表明，肽段肿瘤疫苗缺乏临床疗效的可能原因是：抗原被递送到非专业的抗原呈递细胞(APC)或未发炎的淋巴器官。而一些评估自体细胞疫苗抗肿瘤效力的临床试验，由于缺乏适宜的佐剂来逆转肿瘤的免疫抑制作用，也未能到达主要终点。另外，PROSTVAC和PANVAC等病毒载体疫苗作为单药也未能充分地诱发免疫应答，目前进行中的临床试验正在评估它们与免疫检查点抑制剂联合使用的抗肿瘤效力。这些临床结果说明，提高抗原递送的准确性以及佐剂的辅助作用是提高肿瘤疫苗效力的关键。

最近的研究表明，模式识别受体(PPR)的激活对于为肿瘤疫苗产生有效和持久的抗肿瘤免疫至关重要。例如，当使用损伤相关分子模式(DAMPs)作为一种Toll样受体(TLR)激动剂作为疫苗佐剂时，可以向免疫系统表明疫苗抗原是外来的和危险的，这一点对肽段或蛋白类疫苗尤其重要。现有研究揭示了氧化的线粒体DNA作为一种DAMP，可在STING通路的介导下，增强细胞疫苗的抗肿瘤作用。此外，还有一些临床前研究表明，使用TLR7/8和TLR9激动剂作为佐剂，能促进原位肿瘤疫苗的治疗效果。

线粒体是具有原核生物特性的特殊细胞器，可有效激活免疫应答。许多线粒体来源的成分被认为是刺激PRR的DAMP，例如线粒体中的心磷脂可激活TLR2，线粒体DNA可激活TLR9/STING通路等。根据发明人前期研究，癌细胞中分离出的线粒体很容易被树突状细胞吞噬。

尽管线粒体中的DNA和磷脂成分作为TLR的激动剂已有报道，但是目前尚无文献报道以线粒体作为肿瘤抗原递送系统，构建基于转基因线粒体的预防性/治疗性肿瘤疫苗。

发明内容

本发明的目的在于从解决现有技术的不足出发，提出一个新的肿瘤抗原递送系统，即基于转基因线粒体的肿瘤抗原递送系统。通过构建了在靶向于线粒体上过表达肿瘤抗原的稳转细胞株，提取富集肿瘤抗原的线粒体，从而制备肿瘤疫苗。

具体地，构建了在靶向于线粒体上过表达肿瘤抗原的稳转细胞株，提取了富集肿瘤抗原的线粒体，以卵清蛋白(OVA)或酪氨酸酶相关蛋白2(TRP2)作为模型抗原，制备了肿瘤疫苗。在小鼠中对线粒体疫苗的预防和治疗作用进行了评估，显示出极强的抗肿瘤作用和免疫激活作用。

更具体地，是以鸟氨酸氨甲酰基转移酶(OTC)作为前导肽序列的质粒、结合慢病毒转染系统，建立了靶向线粒体的抗原表达平台。借助该技术，本发明成功分离出了富集肿瘤抗原的转基因线粒体作为肿瘤疫苗，并在动物模型中系统地评价了转基因线粒体疫苗对肿瘤的预防和治疗效果。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

第一，本发明首先提供一种肿瘤抗原递送系统，其包括转基因线粒体。

其中，所述肿瘤抗原包括但不限于：已知被证明可作为肿瘤抗原的分子；筛选出的个体化肿瘤相关新抗原。