新靶标因子的消除有利于加强CD8+T细胞的持久活性,改善CAR-T疗效

众所周知 , 人体免疫系统拥有丰富的“武器”库 , 可用于对抗疾病 。 而所谓的CD8+T细胞就是这个武器库的一部分 , 有时被称为细胞毒性T淋巴细胞 , 它也是肿瘤免疫疗法发挥疗效的关键 。 然而 , 虽然特异性CD8+T细胞能够识别病毒感染细胞并释放毒素等杀伤细胞 , 有效清除感染细胞 。 但与急性病毒感染不同 , 在癌症以及慢性病毒感染过程中 , CD8+T细胞容易表现出“耗竭” , 即效应功能下降 , 记忆能力丧失 。


近日 , 发表在同行评审期刊Nature上的一项研究表明 , 靶向REGNASE-1因子 , 可以将CD8+T细胞重编程为长效效应细胞 , 并在肿瘤中进行广泛的积累 , 发挥更好的持久性和强大的效应功能 。


新靶标因子的消除有利于加强CD8+T细胞的持久活性,改善CAR-T疗效

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▲ 图片来源:nature.com


靶向REGNASE-1基因的作用机制


研究小组使用CRISPR–Cas9基因编辑技术破坏了与T细胞代谢相关的3000多个基因 , 以在抗肿瘤ACT小鼠模型中测试这些基因的功能 。 在研究中 , 确定了200多个与T细胞功能密切相关的基因 , 这些基因具有影响荷瘤小鼠体内CD8+T细胞持久性和功能的惊人能力 。


新靶标因子的消除有利于加强CD8+T细胞的持久活性,改善CAR-T疗效

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▲ 图片来源:nature.com

上面:缺乏REGNASE-1基因的T细胞;下面:表达REGNASE-1基因的T细胞 。 结果:缺乏REGNASE-1基因的T细胞可以发挥更强大的杀伤作用 , 同时也可以存活更久的时间 。


通过对比发现 , 许多基因被破坏后 , 对T细胞的存活能力具有负面影响;但某些基因的破坏反而使浸润肿瘤的T细胞数量大大高于正常情况 , 在对比表中 , 影响侵袭肿瘤细胞的T细胞数量最多的就是REGNASE-1基因 。 研究发现 , REGNASE-1基因的缺失可以使T细胞在肿瘤细胞中蓄积 , CD8+T数量是该基因正常存在时的2000倍 。


为了更好地理解REGNASE-1缺乏如何导致T细胞持续性增加 , 研究人员分析了REGNASE-1缺乏和野生型细胞的基因表达谱 , 发现:缺乏REGNASE-1基因的T细胞和记忆T细胞产生的分子标记特征会增加 , 这就促使更多的T细胞可以分化成记忆T细胞 , 当再次接触到肿瘤抗原的时候 , 就可以快速地繁殖并进行攻击;并且缺乏该基因的CD8+T细胞在对抗小鼠两种肿瘤方面比野生型CD8+T细胞更好:一种是称为黑色素瘤的侵袭性皮肤癌;另一种是称为急性淋巴细胞白血病的血液癌 。 缺乏REGNASE-1的CD8+T细胞会以与野生型细胞相似的速率增殖 , 但不会迅速凋亡 , 从而使T细胞积累 。


另外 , 缺乏REGNASE-1基因的T细胞中线粒体的功能会显著增加 , 从而增加T细胞可以使用的能量 , 而在肿瘤微环境中 , T细胞的能量供应往往是受到抑制的 。 因此 , REGNASE-1缺乏症的这些综合作用使CD8+T细胞和CAR-T细胞在小鼠模型中随时间累积并保持活性 。


有关CD8+T细胞战斗力的其他研发进展


去年8月 , 为了找到帮助CD8+ T细胞重获新生并延长生存期的方法 , 美国Gladstone研究所的Shomyseh Sanjabi博士团队进行了一项研究 , 发现缺乏Sprouty 1和2蛋白的小鼠中 , 更多的效应CD8+ T细胞存活了下来 , 并转变为记忆细胞 。 不仅如此 , 这种随后产生的记忆细胞比正常的记忆细胞更强大 , 更能够抵御病原体的入侵 。


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此外 , 今年5月 , 来自荷兰阿姆斯特丹大学的Jaco van Bruggen及其同事在Blood上发表了一篇关于在慢性淋巴细胞白血病(CLL)中T细胞代谢稳态受损对CAR-T细胞治疗潜在影响的探索性研究的结果 , 发现线粒体大小可能是CAR-T疗效的标志 , 增强CD8+T细胞的线粒体生物合成 , 或可增强免疫疗效 。


这与本次研究中发现缺乏REGNASE-1基因的T细胞中线粒体的功能显著增加 , 从而增加T细胞可以使用的能量 , 保持其持久活性的结果不谋而合 。


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