快資訊：科研人員利用模塊重組設(shè)計新型嵌合抗原受體

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3月30日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所魏平研究員團(tuán)隊的最新成果發(fā)表于iScience。該工作利用模塊重組設(shè)計了一系列新型嵌合抗原受體，為腫瘤免疫治療的改進(jìn)提供了新的工具包及設(shè)計思路。

嵌合抗原受體T細(xì)胞療法（Chimeric Antigen Receptor-T cell therapy，CAR-T細(xì)胞療法），作為近年來一種較為新型的免疫治療方案，在癌癥治療領(lǐng)域取得了許多突破性進(jìn)展。CAR分子所包含的共刺激結(jié)構(gòu)域的差異會給T細(xì)胞帶來不同的本底及激活后信號，進(jìn)而對T細(xì)胞功能與命運(yùn)產(chǎn)生不同的影響。然而當(dāng)前研究對這一問題認(rèn)知不足，可用的共刺激結(jié)構(gòu)域種類和數(shù)量都極為有限，導(dǎo)致CAR-T細(xì)胞療法無法滿足臨床多元化的需求，也在一定程度上限制了人們解決該療法的有效性和安全性問題。

研究團(tuán)隊通過并運(yùn)用合成生物學(xué)手段從天然的共刺激受體中定義功能模塊，通過蛋白質(zhì)模塊重組的方法，設(shè)計了一系列新型共刺激結(jié)構(gòu)域，從而獲得了大量嵌合抗原受體。通過在Jurkat細(xì)胞系中構(gòu)建的基于熒光蛋白的NFAT（Nuclear Factor of Activated T cells）和NF-κB（Nuclear Factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells）信號通路的雙報告系統(tǒng)，建立了定量表征T細(xì)胞信號特征的高通量平臺，從信號通路和作用機(jī)制層面，為鑒定和預(yù)測嵌合抗原受體的活性提供了有效的技術(shù)手段。

與此同時，該研究通過人工重組獲得的嵌合抗原受體大多具有激活T細(xì)胞的活性，且NFAT和NF-κB信號通路的響應(yīng)程度相差較大，極大的擴(kuò)展了嵌合抗原受體對T細(xì)胞的激活強(qiáng)度范圍。研究發(fā)現(xiàn)，NFAT和NF-κB信號通路的活躍程度與CAR-T細(xì)胞的功能和命運(yùn)呈現(xiàn)一定的關(guān)聯(lián)性。

進(jìn)一步研究結(jié)果顯示，重組得到的28(NM)-BB(MC) CAR具有綜合CD28和4-1BB特征的信號激活方式，呈現(xiàn)低本底激活、高響應(yīng)強(qiáng)度的特征。研究人員進(jìn)一步闡釋這一信號特征對T細(xì)胞所帶來的功能、命運(yùn)的影響，將其應(yīng)用在anti-CD19和anti-mesothelin CAR-T細(xì)胞中，通過體外細(xì)胞水平的實(shí)驗(yàn)，證明該種細(xì)胞在具有特異性殺傷靶細(xì)胞的能力的基礎(chǔ)上，獲得了和4-1BB類似的阻礙細(xì)胞耗竭的功能，還表現(xiàn)出降低T細(xì)胞的凋亡和細(xì)胞因子分泌的特點(diǎn)。

轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究結(jié)果進(jìn)一步揭示了28(NM)-BB(MC)在促進(jìn)T細(xì)胞發(fā)揮殺傷功能、抑制耗竭和凋亡等方面所具有的優(yōu)勢。這些結(jié)果都說明重組型共刺激結(jié)構(gòu)域有望為增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞療法的安全性和有效性提供可能。

該研究不僅為開發(fā)新一代CAR-T細(xì)胞提供強(qiáng)大的高通量定量篩選平臺，所開發(fā)的蛋白質(zhì)模塊化重組技術(shù)還為設(shè)計CAR提供了新的思路，所獲得的大量新型重組共刺激結(jié)構(gòu)域，大大增加了CAR-T細(xì)胞內(nèi)信號的調(diào)節(jié)范圍，可適配不同的應(yīng)用場景和抗原刺激強(qiáng)度，具有極https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.106529大的臨床應(yīng)用前景。（來源：中國科學(xué)報 刁雯蕙）

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.106529