乳腺癌是全球最常见的恶性肿瘤，约50%的HER2阳性晚期乳腺癌患者最终会发生脑转移，显著降低生存率。目前的HER2靶向治疗，如曲妥珠单抗，由于血脑屏障（BBB）渗透性差和耐药性，对脑转移患者的疗效有限。
中性粒细胞在免疫应答中不可或缺，具有穿过血脑屏障的能力和肿瘤靶向能力，可用于将治疗剂直接递送至转移部位。
近日，第四军医大学第二附属医院Dong Fan、Huadong Zhao，联合新疆医科大学附属肿瘤医院Chao Dong研究团队在Cell Commun Signal中发布研究论文：Neutrophil membrane-coated circular RNA nanoparticles for targeted immunotherapy in HER2-positive breast cancer brain metastasis。
研究通过设计编码趋化因子CXCL9和anti-PD-1 scFv的circRNA，并利用中性粒细胞膜包被circRNA-PEI纳米粒（NCNPs），开发一种靶向治疗HER2阳性乳腺癌脑转移的新策略。该策略在小鼠模型中显著增强靶向抗肿瘤活性，改善局部肿瘤免疫微环境，促进免疫介导的肿瘤清除，且具有良好的安全性，在各种脑部疾病中体现巨大的应用潜力。
靶向HER2的dHL-60细胞膜构建
为开发具有靶向肿瘤靶向能力的细胞膜，研究利用慢病毒载体，在人早幼粒细胞白血病细胞（dHL-60）中过表达anti-HER2 scFv（添加信号肽促进膜定位），DMSO诱导分化后，验证膜表面scFv及粘附分子，然后提取细胞膜以制备纳米颗粒。
图1 靶向HER2的dHL-60细胞膜的构建。A：用于过表达靶向HER2的scFv的慢病毒载体；B：HL-60细胞膜的构建和提取过程。
circRNA体外合成和功能验证
CXCL9是一种趋化因子，可吸引CD8+ T细胞，促进其在肿瘤内的浸润、分化和扩张，并增强免疫检查点抑制剂的抗肿瘤疗效，促进抗肿瘤免疫应答。Anti-PD-1抗体可以阻断PD-1/ PD-L1免疫检查点途径，缓解T细胞耗竭并进一步增强肿瘤细胞的免疫介导清除。
因此，研究体外合成编码CXCL9和anti-PD1 scFv蛋白的circRNA，用于治疗HER2阳性乳腺癌脑转移。与线性RNA相比，circRNA介导了更高水平和更持久的蛋白表达。
图2 工程化circRNA构建体。
NCNPs靶向疗法开发和体外评价
研究将体外合成的circRNA与聚乙烯亚胺（PEI）以最佳比例混合，并孵育形成核酸纳米颗粒。为赋予药物对HER2阳性脑肿瘤的靶向特异性，研究使用物理挤出方法，用衍生自dHL-60细胞的膜包被circRNA-PEI纳米颗粒，形成中性粒细胞膜包被的circRNA纳米粒（NCNPs）（图3A），包封效率超50%。
体外验证结果表明，NCNP（dHL60_scFv）能增强血脑屏障（BBB）的穿透力，有效靶向肿瘤细胞递送circRNA，并增强T细胞的抗肿瘤功效。
图3 体外评估NCNP对T细胞对肿瘤细胞的细胞毒性。
NCNP的体内递送效果
通过尾静脉注射将DID标记的NCNP施用至脑转移瘤模型小鼠，结果表明，NCNP（dHL60_scFv）具有穿透血脑屏障能力，可以有效靶向递送到HER2阳性乳腺癌脑转移肿瘤部位并长期蓄积，且蛋白表达水平较高。
NCNP-circRNA纳米颗粒疗效
为了评估NCNP-circRNA纳米颗粒的治疗效果，研究建立了原位脑肿瘤移植小鼠模型，通过尾静脉分组给药（PBS、circRNA+PEI、NCNPs-dHL60、NCNPs-dHL60_scFv）治疗。结果显示，dHL-60_ScFv包被circRNA+PEI治疗的小鼠生存时间显著延长，肿瘤微环境中CD8+ GZMB T细胞的浸润显著更高，有效地增强了HER2阳性乳腺癌脑转移中的抗肿瘤免疫微环境，并显著减小了肿瘤负荷。
图4 NCNP-circRNA纳米颗粒在HER2阳性乳腺癌脑转移中的疗效。
NCNP-circRNA纳米颗粒安全性评价
治疗后小鼠的主要器官组织学和生物化学分析显示，给药组中均未观察到显著的形态学异常或组织损伤，对肝脏和肾脏功能无显著影响。NCNP（dHL60_scFv）-circRNA纳米颗粒表现出良好的生物相容性，较低的全身毒性，支持其在治疗HER2阳性乳腺癌脑转移中的潜在应用。
图5 在HER 2-阳性乳腺癌脑转移中，NCNP-circRNA纳米颗粒的安全性评价。
总结
该研究开发了中性粒细胞膜包被的circRNA纳米颗粒（NCNP），以靶向治疗HER2阳性乳腺癌脑转移。
利用circRNA编码CXCL 9和抗PD-1抗体，发挥双重机制，不仅增强了抗肿瘤功效，还解决了通常阻碍转移性环境中免疫疗法成功的免疫逃避问题。此外，中性粒细胞膜包被和PEI包封的独特组合递送circRNA，可以增强稳定性、靶向递送和持续的治疗性蛋白质表达。circRNA的应用也缓解了线性RNA快速降解的问题，确保其在肿瘤微环境中延长治疗效果。
该策略体现了增强的抗肿瘤疗效和良好的安全性，在治疗HER2阳性乳腺癌脑转移和其他脑部疾病方面具有重大潜力。然而，该NCNP平台临床转化受可扩展的GMP生产的限制，优化生产流程，将有利于其更广泛的临床应用。
原文链接：
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12247365/