从mRNA递送到T细胞激活：新型纳米载体实现CAR-T体内原位生成
CAR-T细胞免疫治疗疗效显著，但体外制备工艺复杂、成本高昂：需单采患者细胞，体外分离、基因工程化与扩增，质检合格后回输，高度依赖专业医疗中心。将编码CAR的mRNA直接递送至体内T细胞，有望绕开体外细胞操作，但现有递送体系多数靶向肝脏，抗CD3偶联LNP则会导致T细胞耗竭。
2026年Nature Materials的一项研究开发了自带T细胞激活能力的纳米载体ERTLNPs——无需靶向配体、无需体外细胞操作，全身给药即可在体内原位生成功能性CAR-T，并在肺纤维化模型中验证了疗效。
2026年Nature Materials的一项研究开发了自带T细胞激活能力的纳米载体ERTLNPs——无需靶向配体、无需体外细胞操作，全身给药即可在体内原位生成功能性CAR-T，并在肺纤维化模型中验证了疗效。
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01实验结果
ERTLNPs平台构建与配方优化
研究以对甲基苯磺酰精氨酸（RT）修饰的低聚乙烯亚胺（OEI-RT）为可电离聚合物，与DSPC、DMG-PEG及胆固醇共同组装形成ERTLNPs。OEI-RT是实现有效mRNA转染的关键组分，去除该组分后，静脉给药所致的功能性表达几乎可以忽略。配方筛选发现，DMG-PEG质量占比为20%时表现最佳：主要器官的生物发光信号中，脾脏占94.4%；作为对照，SM102 LNP的表达则以肝脏为主。粒径约180 nm、PDI低于0.3、mRNA包封率高于85%。值得注意的是，标记颗粒和mRNA在肝、脾均有蓄积，而最终翻译产物主要集中于脾脏——颗粒进入哪个器官不等于mRNA在哪个器官有效表达。
ERTLNPs的构建与配方优化：OEI-RT聚合物结构、DMG-PEG比例筛选及体内脾脏优先表达。
无需靶向配体，优先转染T细胞
向mTmG报告小鼠静脉注射负载Cre-mRNA的ERTLNPs，48小时后脾脏T细胞转染比例达8.04%，高于NK细胞、巨噬细胞、树突状细胞和B细胞，其中CD8⁺T细胞更易被转染。体外实验中，ERTLNPs对Jurkat细胞的转染率接近90%，对小鼠原代脾脏T细胞约为20%，对人外周血单个核细胞（PBMC）最高达50%。载体无需抗体或其他靶向配体修饰，即可实现一定程度的T细胞优先功能性转染。
向mTmG报告小鼠静脉注射负载Cre-mRNA的ERTLNPs，48小时后脾脏T细胞转染比例达8.04%，高于NK细胞、巨噬细胞、树突状细胞和B细胞，其中CD8⁺T细胞更易被转染。体外实验中，ERTLNPs对Jurkat细胞的转染率接近90%，对小鼠原代脾脏T细胞约为20%，对人外周血单个核细胞（PBMC）最高达50%。载体无需抗体或其他靶向配体修饰，即可实现一定程度的T细胞优先功能性转染。
ERTLNPs在mTmG小鼠体内及Jurkat、原代T细胞、PBMC中的mRNA转染表现。
“激活+转染”一步完成，耗竭标志物更低
ERTLNPs与原代T细胞共孵育后，6小时即可观察到激活标志物CD69上调，24小时的激活水平与抗CD3/CD28刺激相当，并促进Ki-67表达、细胞增殖、细胞因子释放和脱颗粒。相比之下，MC3、SM102及ALC0315等常见LNP几乎不能有效激活T细胞。更重要的是，ERTLNPs处理组的PD-1、TIM-3等耗竭相关标志物显著低于抗CD3/CD28刺激组。无需先用磁珠预激活T细胞，直接共孵育ERTLNPs/mRNA即可实现一步法“激活+转染”。mTOR抑制剂会同时降低激活和转染效率，二者呈较强正相关（r=0.892）。
ERTLNPs与原代T细胞共孵育后，6小时即可观察到激活标志物CD69上调，24小时的激活水平与抗CD3/CD28刺激相当，并促进Ki-67表达、细胞增殖、细胞因子释放和脱颗粒。相比之下，MC3、SM102及ALC0315等常见LNP几乎不能有效激活T细胞。更重要的是，ERTLNPs处理组的PD-1、TIM-3等耗竭相关标志物显著低于抗CD3/CD28刺激组。无需先用磁珠预激活T细胞，直接共孵育ERTLNPs/mRNA即可实现一步法“激活+转染”。mTOR抑制剂会同时降低激活和转染效率，二者呈较强正相关（r=0.892）。
ERTLNPs促进T细胞激活与增殖，同时维持较低的耗竭标志物水平；激活与转染效率高度相关。
双通路激活机制：IGF-1R与TM4SF5
ERTLNPs并非单纯的mRNA运输工具，其结构还可直接激活T细胞。机制研究发现两条并行通路：其一，载体作用于T细胞膜表面IGF-1R，启动PI3K/AKT/mTOR信号；其二，ERTLNPs主要经巨胞饮进入细胞，在溶酶体内由溶酶体氨基酸感知蛋白TM4SF5识别其锚定结构，促进TCR/CD3内吞、缓解抑制信号。两条通路共同汇聚于mTOR，驱动T细胞激活、代谢编程与后续转染，而不必依赖传统TCR刺激。
ERTLNPs并非单纯的mRNA运输工具，其结构还可直接激活T细胞。机制研究发现两条并行通路：其一，载体作用于T细胞膜表面IGF-1R，启动PI3K/AKT/mTOR信号；其二，ERTLNPs主要经巨胞饮进入细胞，在溶酶体内由溶酶体氨基酸感知蛋白TM4SF5识别其锚定结构，促进TCR/CD3内吞、缓解抑制信号。两条通路共同汇聚于mTOR，驱动T细胞激活、代谢编程与后续转染，而不必依赖传统TCR刺激。
IGF-1R膜表面信号与TM4SF5溶酶体感知共同激活mTOR；阻断后激活与转染同步下降。
代谢重编程与记忆相关表型
RNA-seq显示，ERTLNPs可广泛调节T细胞激活、糖酵解及PI3K/AKT/mTOR相关基因。处理后T细胞葡萄糖摄取、ATP水平及GLUT1、HIF-1α表达增加，提示细胞代谢转向支持活化与增殖的状态。与抗CD3/CD28刺激相比，ERTLNPs未显著诱导Pdcd1、Ctla4、Lag3等耗竭相关转录程序，反而上调了Tcf7等记忆T细胞相关基因，为“有效激活而较少出现耗竭表型”提供了转录层面的支持。
体内原位生成具有功能的FAP CAR-T
研究选用在活化成纤维细胞中高表达的成纤维细胞活化蛋白（FAP）作为靶点，向ERTLNPs装载编码FAP CAR的mRNA。体外培养24小时后，约25%的原代CD3⁺T细胞表达FAP CAR；全身给药后，约8%的脾脏T细胞成为CAR阳性。由于采用非整合型mRNA，CAR表达呈瞬时变化，这一特性意味着维持疗效可能需要重复给药，但也可限制持续CAR表达。功能实验显示，这些CAR-T细胞可特异性杀伤FAP阳性靶细胞，并释放IL-2、TNF-α和IFN-γ。
RNA-seq显示，ERTLNPs可广泛调节T细胞激活、糖酵解及PI3K/AKT/mTOR相关基因。处理后T细胞葡萄糖摄取、ATP水平及GLUT1、HIF-1α表达增加，提示细胞代谢转向支持活化与增殖的状态。与抗CD3/CD28刺激相比，ERTLNPs未显著诱导Pdcd1、Ctla4、Lag3等耗竭相关转录程序，反而上调了Tcf7等记忆T细胞相关基因，为“有效激活而较少出现耗竭表型”提供了转录层面的支持。
体内原位生成具有功能的FAP CAR-T
研究选用在活化成纤维细胞中高表达的成纤维细胞活化蛋白（FAP）作为靶点，向ERTLNPs装载编码FAP CAR的mRNA。体外培养24小时后，约25%的原代CD3⁺T细胞表达FAP CAR；全身给药后，约8%的脾脏T细胞成为CAR阳性。由于采用非整合型mRNA，CAR表达呈瞬时变化，这一特性意味着维持疗效可能需要重复给药，但也可限制持续CAR表达。功能实验显示，这些CAR-T细胞可特异性杀伤FAP阳性靶细胞，并释放IL-2、TNF-α和IFN-γ。
FAP CAR的体内外生成、瞬时表达动力学及对FAP⁺靶细胞的特异性杀伤与细胞因子释放。
肺纤维化模型中的治疗验证
在特发性肺纤维化患者公开数据与博来霉素诱导的小鼠模型中，研究观察到纤维化组织FAP表达升高，体内生成的FAP CAR-T能够进入纤维化肺病灶。治疗实验中，小鼠每3天静脉注射一次ERTLNPs/mFC，共4次。与对照组相比，治疗组肺组织重量指数下降，肺泡灌洗液总蛋白与胶原含量下降，组织染色显示胶原沉积降低、肺泡结构改善，同时TGF-β1、IL-4、IL-13等促纤维化因子下调，且主要肝肾生化指标与健康对照组相近。研究在肝纤维化及原位胰腺癌模型中也观察到治疗获益，重复给药未明显升高T细胞PD-1水平，急性给药后的炎症因子及主要器官组织学检测未见显著异常。
在特发性肺纤维化患者公开数据与博来霉素诱导的小鼠模型中，研究观察到纤维化组织FAP表达升高，体内生成的FAP CAR-T能够进入纤维化肺病灶。治疗实验中，小鼠每3天静脉注射一次ERTLNPs/mFC，共4次。与对照组相比，治疗组肺组织重量指数下降，肺泡灌洗液总蛋白与胶原含量下降，组织染色显示胶原沉积降低、肺泡结构改善，同时TGF-β1、IL-4、IL-13等促纤维化因子下调，且主要肝肾生化指标与健康对照组相近。研究在肝纤维化及原位胰腺癌模型中也观察到治疗获益，重复给药未明显升高T细胞PD-1水平，急性给药后的炎症因子及主要器官组织学检测未见显著异常。
ERTLNPs/mFC在博来霉素诱导的肺纤维化模型中减轻胶原沉积、改善肺泡结构并下调促纤维化因子。
总结与展望
这项研究的关键创新，是把mRNA递送与T细胞激活整合到同一种聚合物-LNP中：无需抗体偶联，便可优先转染脾脏T细胞；通过IGF-1R和TM4SF5双通路激活mTOR信号，在较低耗竭表型下实现T细胞工程化。走向临床仍有几重问题需要解决：FAP并非疾病组织独有，需评估脱靶风险；mRNA表达短暂，长期免疫刺激和器官毒性有待明确；人源T细胞的转染率与治疗效果也需进一步验证。总体而言，ERTLNPs为可控、非病毒的体内CAR-T工程化提供了一条值得关注的新路径。
小结
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参考文献：Cao Q., Yao Y., Zheng W., et al. An inherent T cell-activating mRNA delivery carrier for in vivo CAR-T generation. Nature Materials, 2026. DOI: 10.1038/s41563-026-02675-7
