打破 CAR-T 疗法僵局!过表达 c-JUN 可缓解 T 细胞耗竭,增强 CAR-T 抗肿瘤疗效,并产生实体瘤治疗效果
嵌合抗原受体 T 细胞免疫疗法(Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy, CAR-T),是近年来发展迅速的细胞治疗技术,可特异性识别肿瘤相关抗原,使效应 T 细胞具有更高的靶向性、杀伤性和持久性,并可克服肿瘤局部免疫抑制微环境,并打破宿主免疫耐受状态。
虽然 CAR-T 在实体瘤中疗效不佳,但在肿瘤治疗领域仍具广泛前景。然而,因 T 细胞耗竭导致 CAR-T 细胞功能障碍,严重地阻碍了 CAR-T 治疗的进展。
2019 年 12 月 4 日,美国斯坦福大学医学院 Crystal L. Mackall 研究团队在 Nature 杂志发表题为《c-Jun overexpression in CAR-T cells induces exhaustion resistance》的研究论文,创新性发现,c-Jun 的功能缺陷介导耗竭的 T 细胞功能障碍,而过表达 c-Jun 的 CAR-T 细胞显著对抗 T 细胞衰竭,有效解决了这一新兴治疗方式当前面临的最主要障碍,为 CAR-T 疗法更广阔的临床应用提供新思路。
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主要内容
HA- 28z CAR 诱导 T 细胞耗竭
研究人员发现,CARs 与 14 g2a-E101K scFv 结合(HA- 28z CAR-T),呈现更严重 T 细胞耗竭特征,如降低的培养扩张性,增加的抑制性受体表达,增强的效应分化,削弱的 IFNγ 表达并显著抑制 IL- 2 产生。
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随后,研究人员利用 Single-cell RNA-seq 和 ATAC-seq 技术,确证 HA- 28z CAR-T 模型较好地模拟了人类 T 细胞耗竭情况。
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接下来,研究人员发现,AP- 1 转录因子基序染色质的可及性增加,bZIP 和 IRF 转录因子过表达也与衰竭 T 细胞功能障碍有关。
过表达 c-Jun 阻止 CAR-T 细胞耗竭
研究人员发现,CAR-T 细胞过表达 AP- 1 后,产生大量 IL- 2,而该过程由 c-Jun 介导,而非 c-Fos。
随后,研究团队构建过表达 c-Jun 的 JUN-P2A-CAR bi-cistronic 质粒,其能增强 c-Jun N 端的磷酸化(JNP)。
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相比于对照组,过表达 c-Jun 可显著抑制抗原刺激后产生的 IL- 2 和 IFNγ释放,并在单细胞水平增强 CAR-T 细胞功能。
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研究团队利用 ATAC-seq 和 RNA-seq 技术探究过表达 c-Jun 抗 T 细胞衰竭的机制
过表达 c-Jun 并不在表观遗传学水平产生影响,而显著地改变转录组基因表达,其中,过表达 c-Jun 显著改变 319 个基因表达,其中包括降低 T 细胞耗竭基因及增强记忆基因。
随后,研究人员实验发现,冗余的 AP- 1 -IRF 复合体促进 T 细胞耗竭进程,而过表达 c-Jun 可减少或替换染色质中 AP- 1 复合物对抗该进程。
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过表达 c-Jun 增强 CAR-T 细胞抗肿瘤作用,且增强对实体瘤疗效
Nalm6 -GD2 +白血病模型中,研究人员发现 JUN-HA- 28z CAR-T 细胞可增强抗肿瘤作用。同时,体外实验证实,JUN-CD22 -BBz CAR-T 细胞显著提升炎症因子的产生,并增强其抗肿瘤活性。
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CAR-T 疗法因其对实体瘤疗效不佳,而临床应用范围受限,研究团队发现,过表达 c-Jun 增强 CAR-T 细胞靶向实体瘤的能力,为 CAR-T 的临床治疗提供新思路。
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延伸阅读
Crystal L. Mackall 博士是儿科学和医学教授,同时也是斯坦福大学癌症研究所的斯坦福癌症研究所副主任,斯坦福大学细胞与基因医学实验室的联合医学主任。此外,Mackall 担任小儿癌症免疫治疗计划负责人。
图片来源:斯坦福大学官网截图
自 1998 年以来,Mackall 领导了一项前沿的临床转化研究计划,致力于开发针对儿童癌症的新的免疫的疗法。
Mackall 发现 IL- 7 在 T 细胞稳态中的重要作用,并引领了新型免疫修复剂重组人白细胞介素 7 的临床开发。
此外,还进行了肿瘤疫苗,免疫调节剂,实验性骨髓移植和基于细胞疗法的儿童癌症治疗转化研究。
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小结
近年来,CAR-T 细胞免疫疗法发展非常迅速,可经基因改造技术, 显著增强效应 T 细胞的靶向性、杀伤活性和持久性,并可克服肿瘤局部免疫抑制微环境,打破宿主免疫耐受状态,在肿瘤临床治疗中展示了巨大的应用潜力和发展前景。
然而,因 T 细胞耗竭,往往限制 CAR-T 的疗效和应用,而 Crystal L. Mackall 研究团队创新性地发现,过表达 c-Jun 可显著抑制 T 细胞耗竭,增强 CAR-T 疗效。
同时,过表达 c-Jun 亦解决了 CAR-T 细胞对实体瘤疗效不佳的窘境,为临床肿瘤治疗提供新思路和新方向。