根据威尔康奈尔医学院研究人员领导的一项研究，活化的免疫细胞会分泌携带DNA的微小囊泡，这些囊泡能够进入其他免疫细胞和肿瘤细胞，从而刺激身体的防御系统。这一发现拓展了对免疫系统的科学认知，确定了一种增强对癌症免疫力的新策略，并可能为向其他细胞递送基因载荷提供新工具。
大多数动物细胞会分泌被称为细胞外囊泡的微小囊泡——纳米级的膜结合颗粒，其载荷可包括蛋白质、DNA片段和其他分子。在发表于《癌症细胞》杂志的这项新研究中，研究人员发现，免疫系统主要武器——活化的T细胞分泌的囊泡携带着DNA，这些DNA可进入免疫细胞和附近肿瘤细胞，增强对肿瘤的免疫反应。临床前实验表明，这种与囊泡相关的DNA在治疗上可能很有用，能够增强T细胞对原本几乎不引发或根本不引发免疫反应的肿瘤的攻击能力。
"这些发现揭示了一种治疗免疫沉默肿瘤和其他源于免疫监视不足疾病的自然机制，"该研究的共同资深作者、威尔康奈尔医学院儿童心脏病学Stavros S. Niarchos教授、Gale和Ira Drukier儿童健康研究所及Sandra和Edward Meyer癌症中心成员David Lyden博士说。
近年来，Lyden实验室在细胞外囊泡及其功能方面做出了开创性发现，例如发现肿瘤细胞分泌的囊泡可以影响免疫系统的抗肿瘤反应。在这项新研究中，他们考察了免疫细胞（特别是作为免疫系统主要抗肿瘤武器的T细胞）分泌的囊泡的作用。
在初步实验中，他们发现，在生理条件下，T细胞分泌的囊泡倾向于归巢到淋巴结、脾脏和其他免疫活动中心。在那里，这些囊泡被抗原呈递免疫细胞（包括树突状细胞）优先摄取，后者协助T细胞活化，这是免疫反应中的关键过程。研究人员发现，活化T细胞释放的这些囊泡的总体效果是促进抗原呈递过程，从而促进T细胞启动和更广泛的免疫激活。这些免疫增强囊泡中的关键载荷结果是T细胞DNA片段。
"这些出人意料丰富的DNA片段大多位于囊泡表面，且并非随机——它们富含免疫相关基因，包括帮助细胞向免疫系统展示抗原的基因，"共同资深作者、儿科细胞和发育生物学助理教授、Lyden实验室成员Haiying Zhang博士说。
"我们还发现，这些囊泡表面附着有一种特殊酶，它充当分子钻头，使囊泡携带的DNA能够转移到受体细胞的细胞核中，在那里可以暂时表达，"该研究的共同第一作者、Lyden实验室博士后研究员Diao Liu博士说。
免疫治疗的新概念
研究人员将活化T细胞释放的携带DNA的囊泡注入患有肿瘤的小鼠体内，发现这些囊泡不仅被抗原呈递细胞摄取，也被肿瘤细胞本身摄取。经这种方式处理的肿瘤生长更慢，并且被T细胞和其他免疫细胞更好地浸润，表明囊泡诱导了更强的抗肿瘤反应。虽然癌症和病毒经常抑制抗原呈递过程，使恶性或受感染细胞对免疫系统"不可见"，但细胞外囊泡DNA的主要作用是逆转这一过程，恢复肿瘤细胞的可见性。
该团队在三种不同免疫沉默癌症的临床前模型中证明了这种方法的有效性，包括胶质母细胞瘤、胰腺癌和三阴性乳腺癌，单独使用或与现有免疫疗法联合使用。
"似乎存在一个正反馈循环，其中活化T细胞释放的携带DNA的囊泡通过作用于抗原呈递细胞（增加处理肿瘤抗原的机制表达）和肿瘤细胞（促进它们被免疫系统识别以及它们自身产生含DNA囊泡）来放大免疫反应，"共同资深作者、儿科免疫学研究助理教授、Lyden实验室成员Irina Matei博士说。
研究人员目前正在努力将他们的发现转化为一种新的基于囊泡的癌症治疗方法，该方法可单独使用或与标准免疫疗法或其他癌症治疗方法结合使用。
"这些囊泡将DNA从供体T细胞转移到受体细胞核中的惊人能力表明，它们有潜力成为一种自然的、非病毒的瞬时基因递送平台，"该研究的共同第一作者、Lyden实验室博士后研究员、现为俄亥俄州立大学药学科学助理教授的Mengying Hu博士说，她领导了这项研究。"结果指向一种广泛适用的基因转移策略，与当前的基因治疗方法相比，可能提供更高的安全性和效率。"
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