细胞衰老与多种慢性炎症性疾病相关，如肝纤维化和类风湿关节炎，严重影响人类健康。嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法在癌症治疗中取得显著成效，但传统的体外CAR-T细胞疗法存在操作复杂、成本高昂以及潜在的T细胞恶性肿瘤风险。基于mRNA的体内CAR-T疗法为治疗炎症衰老相关疾病提供了新思路，然而当前的递送方法依赖抗体修饰载体，面临生产挑战、表达时间短等问题。
2025年7月1日，我院天然药物及仿生药物全国重点实验室苗蕾团队联合邓觅团队和上海环码公司在Cell Reports Medicine杂志发表了题为 “Cardiolipin-mimic lipid nanoparticles without antibody modification delivered senolytic in vivo CAR-T therapy for inflamm-aging”的研究论文。文章设计并筛选了仿心磷脂脂质（Cardiolipin-Mimic phosphoamide lipids，CAMP），可以实现无抗体修饰LNP体内特异性转染T细胞，并产生CAR-T，解决了基于mRNA的体内CAR-T技术依赖抗体修饰载体的问题；另外使用环装RNA替代传统线性RNA，一定程度上解决CAR-T表达时间短的问题（图1）。
图1. 文章示意图
【研 究 内 容】
1. 开发CAMP脂质库用于向原代人T细胞递送RNA
受心磷脂结构启发，研究团队合成了23种可电离脂质，构建了CAMP脂质库，并将其制备成脂质纳米粒（CAMP LNP）。通过实验筛选发现，相较于mRNA转染试剂MessengerMax和商业化脂材ALC0315，部分CAMP脂质（如PL82、PL67、PL101、PL40等）可显著提高T细胞转染效率，其中PL101、PL40和PL67 LNP相较于对照组，能使原代人T细胞中荧光素酶（Luciferase）表达提高约100倍（图2）。
图2. 开发CAMP脂质库用于向原代人T细胞递送RNA
2. CAMP LNP特异性转染T细胞机制研究
研究发现，在体外CAMP LNP仅特异性提高对T细胞的转染，其中转染率最高的是PL40，可实现最高约90%的转染率，随后以PL40 LNP为代表，本研究探索了CAMP LNP特异性转染T细胞的机制。研究发现，PL40 LNP具有独特的理化性质，其颗粒呈不规则多面状，粒子核心更致密，杨氏模量模量更大，这些特性有助于增强T细胞对LNP的摄取。进一步对细胞摄取途径探究的结果显示，PL40 LNP的内吞受肌动蛋白聚合和微胞饮影响较为显著，CRISPR Screening结果表明CD44和CD52可能是PL40 LNP摄取的关键基因。另外，在体外使用环装mRNA（CircRNA）替代传统线性RNA可以延长mRNA的表达时间（图3）。
图3. PL40 CAMP LNP 的结构和形态对 mRNA 递送的影响
3. PL40 LNP 体内表达与分布探究
研究首先使用包载环状和线性Luciferase mRNA的LNP探究了体内的表达情况，观察到PL40 LNP在脾脏中高表达，包载环状RNA进一步提高了PL40 LNP对脾脏的趋向性，并延长了mRNA的表达时间。随后使用Cre mRNA和Loxp-Luciferase-2A-GFP小鼠进一步研究PL40 LNP在细胞水平的表达和分布，同时比较了线性和环状RNA，抗体修饰与非修饰载体的区别。结果显示，环状mRNA在脾脏中比线性mRNA多转染了10%的T细胞，在淋巴结和外周血中没有显著区别；另外无论是否有抗体修饰，PL40 LNP均可以特异性的转染T细胞。另外，T细胞耗竭标志物PD-1和Tim3的检测结果显示抗体修饰载体提高了CD4 T细胞中Tim3的表达，表明CD3 Fab修饰载体诱导了T细胞的耗竭。实验结果表明PL40 LNP可以体内特异性转染T细胞，和抗体修饰载体转染效率相近，同时又避免了抗体带来的副作用（图4）。
图4. PL40 LNP在体内向T细胞递送mRNA的效果
4. PL40 LNP将T细胞高效重编程为CAR-T细胞
研究构建了三种靶向不同抗原的环状mRNA序列，分别为靶向人CD19的人源化CAR序列hCD19-hCAR、靶向鼠uPAR的人源化CAR序列muPAR-hCAR、靶向鼠uPAR的鼠源化CAR序列muPAR-mCAR，并验证了其表达及功能。实验发现转染剂量达到0.5 μg/105个细胞时，T细胞CAR阳性率达到饱和，约为30%。细胞毒性实验结果显示，转染不同mRNA的T细胞均可以特异性杀伤其对应的靶细胞，且杀伤效果呈现效应细胞与靶细胞比例依赖性。这些结果证实该研究设计的CAR序列具备良好的靶向杀伤功能，为后续基于环状mRNA的体内CAR-T疗法开发提供了重要依据（图5）。
图5. RLN-PLGF ATRA LNP的递送效果
5. mCAR-uPAR PL40 LNP治疗肝纤维化和类风湿关节炎的疗效评估
在肝纤维化小鼠模型中，mCAR-uPAR PL40 LNP治疗后，小鼠血清ALT水平降低，肝脏中SA-β-gal和胶原蛋白覆盖减少，uPAR和αSMA含量降低，纤维化程度减轻（图6）。
图6. 肝纤维的治疗效果
由于先前并未有明确报道表面uPAR与类风湿关节炎存在相关性，所以该研究率先分析了公开的人类类风湿关节炎单细胞测序结果、在人类类风湿关节炎患者的滑膜切片样本上进行石蜡染色，结果表面uPAR与促进类风湿关节发生发展的细胞存在明显相关性。随后在类风湿关节炎小鼠模型中，mCAR-uPAR PL40 LNP治疗显著降低了小鼠临床评分和后爪厚度，减轻了关节炎症和软骨损伤（图7）。
图7. 类风湿关节炎的治疗效果
以上结果表明mCAR-uPAR PL40 LNP在肝纤维化和类风湿关节炎的治疗中均具有良好的效果。
6. 筛选和优化人源化 CAR uPAR序列
由于目前并未有针对人源uPAR的CAR序列报道，该研究进一步筛选和优化了人源CAR uPAR序列，从而推进体内CAR uPAR疗法的临床应用。该研究从大量小鼠杂交瘤克隆中筛选出两种针对人uPAR的高亲和力单克隆抗体AB4和AB20，并将其进行人源化改造并转化为mRNA以评估其临床转化潜力。体外实验中AB20序列转化的CAR#20展现出良好的特异性杀伤能力。在回输THP-1-Luc细胞和人T细胞的NCG小鼠中，PL40-Circ#20显示出良好的杀伤能力，展现出良好的临床转化前景（图8）。
图8. 抗人uPAR scFv的筛选和CAR-T的构建
【总 结】
该研究创新开发的CAMP脂质库，为炎症衰老相关疾病的体内CAR-T细胞疗法提供了安全有效的新策略。其核心优势在于突破了传统体内CAR-T疗法依赖抗体修饰载体的现状，有效解决了生产放大难题；同时使用环装RNA替换线性RNA，延长了CAR-T细胞在体内的表达时长。该研究为推动体内CAR-T疗法的临床转化与广泛应用，开辟了极具前景的技术路径。
威尼斯432888cam苗蕾研究员、北京大学国际癌症研究院邓觅研究员以及上海环码生物医药有限公司杨赟博士为论文的通讯作者。威尼斯432888cam硕士生张子涵、威尼斯432888cam博士生马斌、威尼斯432888cam硕士生李步垚、北京大学国际癌症研究院博士后李志伟为论文的共同第一作者。该研究得到了北京自然科学基金、国家重点研发计划、北京市科学技术委员会等基金的支持。
论文链接：https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(25)00282-4
【作 者 简 介】
张子涵，威尼斯432888cam2023级硕士生，研究兴趣为体内CAR-T疗法、炎性衰老疾病治疗。截至目前，参与发表SCI论文2篇，其中第一/共一作者论文1篇，包括Cell Reports Medicine、Nature Communications。申请发明专利3项，公布1项。自研究生以来，获国家奖学金1次、其他奖项若干。
陈怡帆，北京大学2021级博士研究生，研究兴趣为高通量可离子化脂质库的构建；功能性可离子化脂质库的构建；靶向内脏脂肪递送载体的构建及肥胖治疗。目前，以第一/共一作者在Advanced Healthcare Materials、Cell Reports medicine、Nature communications以及Sensors and Actuators B: Chemical发表4篇文章。获得北京大学优秀科研奖，北京大学优秀医学生二等奖学金。
【通讯作者简介】
苗蕾，博士，研究员，北京大学博雅青年学者，威尼斯432888cam药剂学系，天然药物及仿生药物全国重点实验室、北京大学-云南白药国际医学研究中心助理教授，入选国家级人才计划青年项目，并主持北京市自然科学基金重点项目1项。截至目前，在该领域发表SCI论文40余篇，其中第一作者(含共同一作)论文17篇，包括Nat Biotechnol、Nat Commun、Sci Transl Med、Cancer Res、ACS Nano、Adv Funct Mater、Adv Drug Deliv Rev、Mol Cancer、J Controlled Release等，论文SCI引用次数4000余次。研究成果被顶级药学及化学综述期刊等重点介绍。作为发明人之一，授权PCT专利2项，相关知识产权及研究成果已转让于美国知名生物制药企业Translate Bio、初创医药公司OncoTrap和Qualiber用于抗肿瘤疫苗及肿瘤微环境调节剂的研究与开发。
邓觅，博士，研究员，北京大学博雅青年学者、北京大学国际癌症研究院研究员、北京大学基础医学院免疫学系博士生导师，北京大学肿瘤医院双聘PI，分子肿瘤学全国重点实验室 PI ，教育部癌症整合组学前沿中心 PI，入选国家级人才计划青年项目、北京市高层次留学回国人才。长期以免疫学为研究方向，致力于探索肿瘤等免疫相关重大疾病的发生机制，发现新的治疗靶点及其药物开发。在 Nature、Blood等学术期刊发表 60余篇论文，授权国际PCT 专利8 项和中国专利1 项，多项相关知识产权及研究成果已转让。
杨赟，博士，环码生物联合创始人&CTO。曾主持国自然青年项目、面上项目和重大研究计划培育项目各1项、上海市科技启明星1项、中国科学院青年促进会项目1项。作为主要发明人，获批中国和日本发明专利各1项。已发表SCI论文近30篇，其中第一作者（含共同一作）和通讯作者论文15篇，包括Nat. Struct. Mol. Biol.、Cell Res.、J. Clin. Invest.、Nat. Commun.、Mol. Ther.、RNA等。
天然药物及仿生药物全国重点实验室 供稿
