基于c-MYC基因回路平台重编程肿瘤微环境增强特异性癌症免疫治疗

本研究针对肿瘤内异质性(ITH)导致的免疫治疗抵抗难题，开发了由c-MYC异常表达特异性激活的基因回路平台(cMSC)与细胞间通讯系统(CtC)。该平台通过CRISPR-dCas13d工程化外泌体递送免疫刺激因子，在膀胱癌模型中实现跨细胞表达STE(合成T细胞衔接器)、IL-21、CCL5和抗PD1，显著提升T细胞介导的特异性肿瘤杀伤效率，为克服ITH限制提供了新策略。

　　

在癌症治疗领域，肿瘤内异质性(ITH)如同一个顽固的"变色龙"，使得单一疗法难以覆盖所有肿瘤细胞亚群。c-MYC作为关键癌基因，其表达异质性不仅驱动肿瘤进展，更与免疫逃逸密切相关。传统免疫治疗面临两大瓶颈：缺乏特异性表面抗原的肿瘤细胞难以被识别，ITH导致治疗覆盖率不足。这项发表于《Nature Communications》的研究，通过合成生物学与免疫工程学的创新融合，构建了能精准识别肿瘤细胞"身份标识"的智能基因回路系统。

研究采用四大关键技术：(1)设计c-MYC激活型启动子(PaMYC)与抑制型启动子(PrMYC)的双向调控系统；(2)开发基于锤头状核酶的mRNA降解开关；(3)构建靶向MUC1的CRISPR-dCas13d工程外泌体递送系统；(4)利用患者来源的膀胱癌类器官和异种移植模型(PDX)进行疗效验证。

cMSC设计实现精准识别

通过分析膀胱癌单细胞测序数据，发现c-MYC表达水平与ITH程度正相关。研究人员构建的基因回路包含KLF6转录激活因子(KLFa)正反馈环路，当c-MYC mRNA表达量超过GAPDH的2.8倍时触发激活，在293T细胞实验中实现MYC^high细胞86%的GFP表达效率，而MYC^low细胞背景表达仅0.12%。

CtC系统突破ITH限制

工程化外泌体通过CD63-trCas13d与mRNA 3'-UTR的DR序列结合，靶向递送至MUC1高表达的MYC^low细胞。在模拟ITH的RT4-mCherry/RT4-GFP混合模型中，cMSC^SIPC/CtC^S使T细胞杀伤效率从17.8%(单用cMSC^SIPC)提升至96%，IFN-γ分泌量增加4.2倍。

多因子协同增强疗效

组合表达CD3/CD28双靶向STE、IL-21、CCL5和抗PD1的AAV载体，在膀胱癌原位模型中实现99.2%肿瘤抑制率，显著优于传统BCG(65%)和吉西他滨+顺铂方案。患者来源类器官实验显示，该平台可特异性清除不同分子亚型的肿瘤细胞。

这项研究的意义在于：首次实现基于癌基因表达阈值的智能识别-杀伤闭环系统，其模块化设计可拓展至其他靶点。通过合成生物学手段将肿瘤细胞转化为"自身疫苗工厂"，为解决实体瘤免疫治疗困境提供了新范式。值得注意的是，该平台对c-MYC高表达的基底/鳞状(Ba/Sq)型膀胱癌效果最佳，提示未来需针对不同亚型优化激活阈值。研究团队已启动AAV载体膀胱灌注治疗的临床前评估，其特异性识别与跨细胞通讯策略，或将成为攻克肿瘤异质性的通用技术平台。