CAR-T细胞外泌体抗肿瘤及作为靶向药物载体的研究

Technology of chimeric antigen receptor T cells (CAR-T) has special advantages in the therapy of cancer, and recently made a breakthrough in the treatment of hematological cancer. However, CAR-T cells technology has a bottleneck in the treatment of solid tumor. We propose that the exosomes from CAR-T are used in the therapy of solid tumor because exosomes of CAR-T can target and kill tumor cells and can make through the immunologic suppression microenvironment of solid tumor. Based on the results of our previous research, we firstly engineer the CAR-T cells which can target specifically to antigen Her2 on colon cancer cells, and then isolate and characterize the exosomes of CAR-T cells in this proposed project. Next, we will investigate the abilities of CAR-T cells exosomes to kill cancer cells without and with loading anti-cancer chemical medicine and miRNA. The achievement of this project will push forward the application of CAR-T cells technology into the therapy of solid tumor, which is of great clinic value.

嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）技术对肿瘤治疗具有独特的优势，最近在治疗血液系统的恶性肿瘤方面取得了突破性进展。但是目前CAR-T细胞对实体瘤的治疗还存在瓶颈。我们提出利用CAR-T细胞来源的外泌体靶向肿瘤细胞和突破实体瘤免疫抑制微环境的优势，将CAR-T细胞外泌体应用于实体瘤的治疗。本项目在前期研究细胞外泌体的基础上，以结肠癌实体瘤为模型，构建能够特异性靶向结肠癌细胞表面抗原Her2的CAR-T细胞，分离提取并表征CAR-T细胞外泌体，研究CAR-T细胞外泌体杀伤肿瘤细胞的功能，研究CAR-T细胞外泌体装载抗癌化药和miRNA药物对肿瘤细胞杀伤的联合作用。本项目的研究成果将推动CAR-T细胞技术应用于实体瘤的治疗，具有非常重要的临床应用价值。

外泌体是细胞分泌的稳定性好的纳米级内源性囊泡，由于其携带母细胞的功能蛋白质、脂质成分以及RNA等生物活性成分，并能够介导受体细胞的生物学功能，因此外泌体作为药物载体具有天然优势。嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）技术在肿瘤治疗方面取得了空前成功，但在治疗实体瘤方面还存在瓶颈。本项目在研发实体瘤CAR-T细胞技术基础上研究其外泌体的抗肿瘤作用，研究外泌体装载抗癌化药和小RNA药物对肿瘤细胞杀伤的协同作用，探索外泌体如何功能化及载药，研究通过生物合成法进行外泌体功能化的新技术，探讨外泌体作为基因编辑药物载体的可行性。取得主要研究成果包括：成功地研发靶向HER2、EGFRvIII、B7H3的第二代CAR-T细胞技术进入临床前研究，并研究了分泌的外泌体抗肿瘤作用，体内外实验结果均显示CAR-T细胞外泌体对肿瘤具有抑制作用；发展了将外泌体进行靶向功能化技术，通过基因编辑技术将能够靶向抗原的短肽融合在了LAMP2的N端，使细胞生成外泌体时即使外泌体具有靶向功能，将化疗药物（5-FU）和miRNA（miR-21 inhibitor）共载入该外泌体，显示了化疗药物和基因药物协同治疗肿瘤作用；发展了将小RNA载入外泌体的生物合成方法，结果显示这种含有小RNA的外泌体具有抗肿瘤作用，这一方法突破了外泌体作为小RNA载体的瓶颈，克服了通过物理或者化学方法实现外泌体对小RNA药物载入时造成的外泌体结构损伤及效率低等问题；研究了将间充质干细胞外泌体装载miR-424治疗三阴性乳腺癌的作用，结果表明外泌体运输miR-424能抑制PD-1/PD-L1信号通路进而发挥抗肿瘤作用，丰富了三阴性乳腺癌的免疫治疗方法；探讨了将胞外囊泡作为药物载体的可行性，建立了利用微囊泡进行基因编辑药物的递送体系，并成功实现了靶向肿瘤干细胞的干性或耐药通路的编辑，还发现了肝癌细胞分泌的微囊泡对受体肝癌细胞的索拉非尼耐药性的影响规律。