癌症的临床诊断和治疗虽然已经有了巨大的进步,但因其具有较高的复发风险和高度异质性,仍然是世www.selleck.cn/products/PLX-4720界上致死率最高的疾病之一。免疫检查点阻断疗法、CAR-T细胞疗法和癌症疫苗等策略虽然已经进入临床应用,但总体反应率仍有待提高。因此,癌症免疫治疗亟需新策略的探索和开发。由于具有较高的生物安全性和快速重复表达编码蛋白的能力,可编码癌症抗原或治疗性蛋白的mRNA在基于核酸分子的新型癌症治疗策略的研发中显示出了令人鼓舞的应用前景。然而有限的表达时间、固有的免疫原性、较差的稳定性等问题仍然限制了 mRNA的实际应用。针对上述问题,本论文首先构建了 mRNA分子的自主设计与合成平台:通过在转录模板上对mRNA的结构元件进行序列设计,包括UTRs组合——NASAR和分段式的poly(A)尾,在体外转录过程中掺杂修饰假尿苷(m1Ψ),在转录完成后对mRNA进行Cap 1型加帽修饰,以提高mRNA的表达效率和Healthcare-associated infection稳定性并降低免疫原性。随后,以mRNA分子的设计与构建作为出发点,利用氟化聚乙烯亚胺(fluoroalkane-grafted polyethyleneimine,F-PEI)作为递送载体,构建了基于mRNA的癌症疫苗策略。F-PEI/mRNAOVA能够提高树突状细胞以MHC-Ⅰ类分子呈递模式抗原OVA的水平。以F-PEI/mRNAOVA免疫小鼠后,能够激活OVA特异性的CD8+T细胞免疫反应。在此基础上,针对MC38结肠癌模型进行了个性化mRNA癌症疫苗的研究,设计了编码新抗原多表位的mRNA分子mRNAneoantigen,证实了 F-PEI/mRNAneoantigen作为治疗性疫苗,可显著抑制肿瘤生长,延长荷瘤小鼠的生存时间。在上述核酸分子设计的基础上,利用高度炎症性的细胞焦亡在免疫selleckchem LGK-974抑制型肿瘤治疗中的潜力,设计了基于gasdermin D N端结构域(GSDMD-NT)的细胞焦亡策略用于癌症治疗。通过胞内递送表达质粒或mRNA分子,在肿瘤中直接表达GSDMD-NT,绕过内源性焦亡调控机制,诱导肿瘤细胞焦亡。首先利用焦亡质粒(pFlag-GSDNT)和可生物降解的树枝状聚β-氨基酯类载体材料BPAE-SS在细胞水平证实了 Flag-GSDNT的胞内表达可直接诱导肿瘤细胞焦亡,在小鼠结肠癌肿瘤模型中,瘤内注射BPAE-SS/pFlag-GSDNT(wt)可显著抑制肿瘤生长,延长荷瘤小鼠的生存时间,实现了 40%的完全治愈率,验证了该焦亡策略在癌症治疗中的可行性。随后构建并合成了表达Flag-GSDMD-NT的mRNA,在细胞水平可高效诱导细胞焦亡,在小鼠乳腺癌肿瘤模型中受限于体内递送载体,尚未取得良好疗效,但也为后续开发基于mRNA的细胞焦亡策略打下了坚实的基础。综上所述,本论文基于核酸分子分别构建了的mRNA癌症疫苗策略和GSDMD-NT胞内表达的细胞焦亡策略,验证了策略的可行性及其在癌症治疗中潜在的应用价值,为癌症治疗策略的开发和向临床应用的推进探索出了新的方向。