中大新聞網訊（通訊員陳紅波）器官移植開展至今，移植器官的保存、手術及術后處理已日益成熟，受者存活率有所增高，但移植排斥反應仍然是威脅受者長期存活的重要因素。因此深入研究器官移植免疫排斥發生的細胞信號新機制，鑒定新的治療靶點，對開發新型免疫制劑具有重大的理論及臨床意義。中山大學藥學院（深圳）鄧文斌教授、陳紅波和程芳副教授團隊近三年在此研究領域取得了一系列重要成果。
首先，團隊首次提出T細胞活化的核仁協同激活新理論，發現一個核仁定位蛋白復合體NF45/90通過調控核仁rDNA基因轉錄和核糖體組裝，是T細胞活化經典信號通路“calcineurin-NFAT-IL-2”不可或缺的協同刺激信號；并成功將一個抗癌“老藥”CX5461的適應癥擴展到器官移植免疫排斥研究領域（EMBO Mol Med, 2021 Mar 5;13(3):e12834. IF=12.1)。
此外，該研究團隊還首次證實了免疫檢查點系列分子在器官移植排斥中的作用，并發現其可以作為新型免疫抑制劑開發的靶點。免疫檢查點分子是免疫系統中的抑制性調節分子，廣泛表達在免疫細胞上，臨床上主要通過單克隆抗體阻斷免疫負調控信號進而增強腫瘤免疫效果。團隊通過小鼠心臟移植模型和臨床腎臟移植樣本調查發現，在器官免疫排斥發生時，PD-1、LAG3、CD80等免疫負調控分子在T細胞和其他免疫細胞中的表達量顯著升高，團隊推測是免疫系統為了建立免疫耐受，以對抗免疫細胞的過度活化。然而，團隊檢測發現其相應的配體分子比如PD-L1、CTLA-4和FGL1在體內并沒有相應的升高表達，因此免疫耐受仍然難以建立。開發免疫檢查點分子激動劑（小分子藥物或單抗）難度大，到目前為止還沒有上市藥物。由于細胞膜可以很好的表達復雜結構膜蛋白，為呈遞免疫檢查點配體分子、增強免疫負調控，重建免疫耐受提供了可能。該團隊前期通過基因工程技術，制備了可以高表達配體分子的細胞膜納米囊泡，并發現其能夠在體內外有效地抑制PBMC和T細胞的增值，延長移植器官的存活時間。（ACS Nano. 2020 Jul 28;14(7):7959-7969，副封面文章，IF=15.9；Biomater Sci. 2021 Feb 23;9(4):1246-1255. 封面文章，IF=6.8；Theranostics. 2021 Apr 7;11(12):6033-6043. IF=11.6）。
雖然細胞膜囊泡制備簡單和來源充足，已經成為了非常有前景的生物遞送材料，但是也還存在很多問題。首先，在制備過程中，膜的不完整性、內外膜翻轉，都有可能降低囊泡的治療效率。此外，針對一些免疫性的疾病，細胞膜囊泡可能由于其免疫原性而給免疫疾病的治療帶來未知的安全隱患，所以課題組一直在尋找更有效、生物相容性更高的生物材料。外泌體是一種細胞分泌的天然脂質雙層膜結構，與細胞膜囊泡相比具有更好的臨床應用潛力。課題組前期利用IFN-γ誘導了黑色素瘤細胞分泌高表達PD-L1的外泌體，并證明了其良好的免疫抑制能力（此研究結果發表在 Journal of Extracellular Vesicles, 2020,(9):1709262. IF=25.841）。
近日，該研究團隊在Advanced Science上發表了題為“Engineered small extracellular vesicles as a FGL1/PD-L1 dual-targeting delivery system for alleviating immune rejection”的研究論文（副封面文章，IF=16.806）。在此研究中，作者鑒定LAG-3和PD-1是兩個潛在的器官移植免疫排斥治療靶點，成功制備了間充質干細胞來源的FGL1/PD-L1雙靶點外泌體，發現其能夠在小鼠異體心臟移植模型中有效減輕移植排斥，展現了良好的治療效果。
臍帶間充質干細胞已經開展了包括器官損傷修復在內的多種難治性疾病的臨床研究，被證明是一種安全有效的細胞。間充質干細胞來源的外泌體（MSC-EVs）具有MSC的大部分特性，并具有細胞免疫調節功能，現已被證明可以通過調控T細胞和B細胞的增殖來調控適應性免疫反應，所以MSC-EVs成為治療免疫性疾病絕佳的生物載體。課題組采用生物工程技術改造MSC，獲得了PD-L1/FGL1雙表達的MSC-sEVs。同時體外細胞學和體內動物模型實驗結果均發現，PD-L1/FGL1雙表達MSC-sEVs具有更強的抗器官移植免疫排斥作用。最后還證明，PD-L1/FGL1雙表達MSC-sEVs聯合低劑量的FK506，起到顯著的協同治療效果。器官移植排斥最好的治療手段是重建免疫耐受，而Treg細胞和Th1/Th2的比例在免疫耐受重建過程中至關重要。前期研究表明FK506不能重啟Treg細胞，因為Treg細胞是較少依賴于NFAT信號途徑的。但研究發現，PD-L1/FGL1雙表達MSC-sEVs具有優異的重建Treg細胞和Th1/Th2比例的能力，這或許是兩者聯合取得更好治療效果的分子理論基礎。
高表達FGL1/PD-L1的間充質干細胞外細胞囊泡抑制心臟移植排斥反應示意圖
上述研究得到了國家自然科學面上項目、廣東省自然科學基金面上項目、深圳市科創委基礎研究重點項目和中山大學重大和交叉項目培育基金等多個項目的支持。
項目組已建立先進的高通量遺傳文庫篩選技術平臺（CRISPR pooled gRNA libraries)，致力于自身免疫和移植免疫領域的新機制和新靶點發現，并開發基于新靶點的新型免疫抑制劑藥物。同時，團隊也成功建立了規?；娜嗽春椭参镌赐饷隗w大規模制備和應用平臺。
相關論文鏈接：
1. https://doi.org/10.15252/emmm.202012834
2. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b09065
3. https://doi.org/10.1039/D0BM01798A
4. https://www.thno.org/v11p6033.htm
