2023-03-24 09:03:54, 安捷伦细胞分析 安捷伦细胞分析事业部(BioTek)
过继性细胞疗法在治疗某些复发/难治性肿瘤方面非常有效,并已有多款CAR-T获批上市用于血液瘤的治疗。其中瞬时表达的工程化T细胞(TCR-T, CAR-T)避免了插入突变和长期副作用的风险,但是需要多次回输治疗,这又将增加患者的身体负担和治疗费用。因此需要一些策略来提高瞬时表达的工程化T细胞的抗肿瘤能力。
表观遗传失调
表观遗传失调是抗肿瘤治疗中细胞免疫逃逸的重要特征之一,针对表观遗传调控靶点的探索有望提高肿瘤对免疫治疗的敏感性,增强免疫检查点抑制剂的疗效。并且在工程化T细胞生产过程中可以限制终末分化和促进增殖已经被证明。T细胞亚群受转录调控,这种快速而精确的分化是由表观遗传控制的。表观遗传抑制剂是一类独特的小分子抑制剂,诱发表观遗传组的可遗传变化,从而使T细胞行为发生持久性变化。
Nature Communication
二月初,来自新加坡国立大学的科学家们在Nature Communication上发表了最新研究《G9a/GLP inhibition during ex vivo lymphocyte expansion increases in vivo cytotoxicity of engineered T cells against hepatocellular carcinoma》。文中指出,利用靶向肝细胞癌的工程化T细胞疗法作为模型,发现短期抑制组蛋白甲基转移酶G9a/GLP可以增加T细胞的抗肿瘤活性。
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科学家如何选定G9a/GLP的呢?
首先预筛出24种小分子抑制剂,根据图1A实验流程,分别在培养时加到T细胞中并在培养结束后去除,然后转导抗原特异性TCR,并利用CellTox终点法在BioTek Synergy HTX微孔读板仪检测细胞毒性,筛选出了G9a/GLP的小分子抑制剂A366显著提高TCR-T细胞的杀伤能力(图1B)。进一步选择了另外两种G9a/GLP小分子抑制剂(UNC0638,UNC0642)进行验证,发现UNC0642能更好的提升TCR-T细胞杀伤能力(图1C)。在xCELLigence RTCA实时细胞分析仪上长时程实时监测T细胞对靶细胞的杀伤,其中UNC0642处理过的TCR-/TCR+-T细胞的杀伤都较未处理组更强(图1D-G)。
图1 | G9a/GLP的筛选与验证
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抑制G9a/GLP改变了哪些T细胞的行为
UNC0642处理后并未改变T细胞亚群的分布,但是GranzymeB和IL-2等细胞因子分泌增多。G9a/GLP作为表观遗传调节器势必会影响基因水平的改变,研究者观察到UNC0642处理增加了Th2、细胞毒性、先天样T细胞、Th17和Treg细胞信号和糖酵解有关的基因表达,并利用其它方法学一一做了验证。其中T细胞的线粒体和糖酵解能力通过Seahorse XFe96能量代谢分析仪进行了分析。发现UNC0642处理增加了T细胞的最大线粒体呼吸和备用呼吸能力(图3G),表明氧化磷酸化增加,但并未明显影响糖酵解途径(图3H)。
图3 | UNC0642改变细胞因子和杀伤途径基因转录水平,也包括能量代谢途径的改变
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抑制G9a/GLP在小鼠体内模型和病人样
本中都增强了TCR-T细胞杀伤效力!
小鼠体内模型中,UNC0642明显减少小鼠肿瘤负荷以及缓解体重下降,可能是通过改善T细胞在肝脏中的持久性和细胞毒性提高TCR-T细胞的体内抗肿瘤活性(图5)。图6数据表明Patient 2的淋巴细胞可能有受损的功能,导致工程化的TCR-T细胞效果较差,但UNC0642处理改善了杀伤能力。这表明UNC0642处理可能对淋巴细胞受损的患者的TCR-T细胞的细胞毒性有改善作用。
图5 | UNC0642增强体内抗肿瘤能力
图6 | UNC0642增强病人TCR T杀伤能力
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不局限于TCR-T细胞,UNC0642处理
也会增强CAR-T与NK的杀伤能力!
通过2D水平的持续杀伤检测实验,UNC0642处理增加了细胞因子Granzyme B和Perforin的分泌,同时也增强了CAR-T和NK的杀伤能力(图7)。
通过2D水平的持续杀伤检测实验,UNC0642处理增加了细胞因子Granzyme B和Perforin的分泌,同时也增强了CAR-T和NK的杀伤能力(图7)。
图7 | UNC0642增强CAR-T和NK的杀伤能力
总之,在体外扩增期间使用表观遗传调节器G9a/GLP的小分子抑制剂是一种方便有效且经济的方法,可以提高瞬时表达的TCR-T细胞以及其他效应细胞(CAR-T, NK)的杀伤能力。
整个研究中,安捷伦细胞分析事业部的细胞分析设备各司其职,为研究团队从筛选到功能验证再到机制研究都提供了可靠的数据,最终为我们呈现了表观遗传小分子抑制剂在提高效应细胞效力上发挥的重要作用。
实验仪器
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安捷伦一直致力于为新一代肿瘤细胞疗法开拓创新解决方案,提供基于细胞水平的实时无标记细胞分析技术、微孔板扫描与活细胞成像技术、细胞能力代谢检测技术以及智能化流式细胞仪,助力科研人员在快速发展的肿瘤免疫治疗领域突破创新,开发出更加安全,有效和持久的免疫细胞产品。
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