RNA疗法凭借激活模式识别受体(如RIG-I)诱导抗肿瘤免疫、调控基因表达或编码治疗性蛋白的独特优势,在肿瘤、感染性疾病及遗传病治疗领域展现出广阔前景。然而,RNA分子易被血清核酸酶降解、生物利用度低,且缺乏肿瘤选择性,易引发脱靶毒性,这些问题严重制约了其临床应用。
现有递送策略如直接瘤内注射(侵入性强)、纳米颗粒(靶向性不足)、脂质体(生物利用度低)等均存在明显缺陷,未能有效突破上述瓶颈。
7月16日,耶鲁大学研究团队在Science Translational Medicine杂志发表的一项突破性研究,为RNA疗法的系统性递送带来了新希望。他们开发了一种名为TMAB3的单克隆抗体,能够通过非共价结合方式与RNA形成稳定复合物,经静脉注射后可靶向递送治疗性RNA至胰腺癌、髓母细胞瘤、黑色素瘤等多种小鼠肿瘤模型,显著抑制肿瘤生长并延长生存期。
该研究的核心突破在于解决了RNA疗法系统性给药后的靶向递送难题,TMAB3对RNA具有高亲和力(KD达纳摩尔级),可形成直径约15.4nm的稳定复合物,不仅能保护RNA免遭降解,还可依赖癌细胞高表达的ENT2转运蛋白穿透细胞膜,实现在肿瘤组织的特异性富集,其递送效率较正常细胞高出1500倍。
TMAB3的设计灵感源于狼疮患者体内一种靶向DNA的自身抗体3E10。研究人员通过理性设计对其结构进行优化:将CDR1区第31位的天冬氨酸(D)替换为天冬酰胺(N),以扩大带正电荷的核酸结合口袋;同时融合人源IgG1 Fc段,降低免疫原性。
在结合特性上,TMAB3对RNA的亲和力高于亲本抗体TMAB1,且兼具结合DNA的能力,可与多种RNA分子(如89nt的RIG-I激动剂3p-hpRNA、886nt的GFP mRNA、22nt siRNA)形成稳定复合物。实验显示,该复合物在溶液中可稳定存在至少2周,且能有效保护3p-hpRNA免受核酸酶降解。
图1. TMAB3非共价结合3p-hpRNA并将其传递到细胞中激活RIG-I
在体内靶向肿瘤特性的测试中,TMAB3/3p-hpRNA复合物展现出优异的治疗效果:
胰腺导管腺癌(PDAC)模型中,治疗组小鼠中位生存期达56天,较对照组(18天)提升超3倍,且RNA在肿瘤细胞(EpCAM⁺)中的富集度较肿瘤内淋巴细胞(CD45⁺)高1500倍;
髓母细胞瘤(颅内模型)中,单剂量TMAB3/3p-hpRNA显著降低肿瘤负荷,与替莫唑胺相比虽肿瘤负荷有所减少,但差异未达统计学意义(P=0.08)
黑色素瘤模型中,三次静脉注射后,肿瘤生长被显著抑制,且小鼠体重稳定。
图2. TMAB3/3p-hpRNA在三类肿瘤模型中显著延长生存期并抑制肿瘤生长
深入机制研究表明,TMAB3的核心功能在于将RIG-I激动剂3p-hpRNA(其5’端具有激活RIG-I所必需的三磷酸结构)高效递送至肿瘤细胞内,从而激活肿瘤细胞固有的免疫应答通路。
图3. 肿瘤scRNA测序显示,TMAB3/3p-hpRNA处理后T细胞活化增加
总结来说,TMAB3可通过非共价结合RNA形成稳定复合物,利用癌细胞高表达的ENT2特异性穿透,解决了系统性RNA递送的靶向性和稳定性问题。在胰腺癌(基质致密)、髓母细胞瘤(血脑屏障)等难治肿瘤中显示疗效,且依赖免疫激活(CD8⁺T细胞),为免疫冷肿瘤提供新策略。
注:文章图片均来自Science Translational Medicine
参考资料:
Elias Quijano et al. Systemic administration of an RNA binding and cell-penetrating antibody targets therapeutic RNA to multiple mouse models of cancer. Science Translational Medicine(2025)
https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adk1868
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