C-NKG免疫缺陷小鼠在信號增強TCR-T開發(fā)中的應(yīng)用

TCR作為T細胞活化的第一信號通過識別抗原MHC啟動跨膜信號，觸發(fā)位于CD3胞質(zhì)段（cytoplasmic domain, CD3_CD）的免疫受體酪氨酸激活基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motifs, ITAMs）磷酸化，從而激活T細胞下游的系列反應(yīng)介導(dǎo)特異性免疫應(yīng)答。TCR/CD3復(fù)合體的信號機制一直是適應(yīng)性免疫領(lǐng)域探索的核心科學(xué)問題，其中膜脂類物質(zhì)作為細胞膜的主要成分可參與膜蛋白TCR／CD3復(fù)合體的信號調(diào)節(jié)。王鋒團隊前期發(fā)現(xiàn)CS可通過取代膽固醇破壞TCR的聚集并抑制TCR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)黃志偉課題組最近通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)技術(shù)證明CS與TCR的結(jié)合比膽固醇具有更強的競爭性。中國科學(xué)院許琛琦課題組系列工作提出了TCR-CD3復(fù)合體變構(gòu)模型，證明細胞膜內(nèi)酸性磷脂（-）與CD3_CD區(qū)域（+）通過電荷相互作用，將CD3亞基胞內(nèi)段的ITAM鎖定在細胞膜抑制TCR信號，而Ca²⁺刺激可破壞這種結(jié)合釋放ITAM啟動TCR信號傳導(dǎo)。

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院/上海市免疫學(xué)研究所王鋒課題組在美國癌癥研究協(xié)會（AACR）旗下學(xué)術(shù)期刊Cancer Immunology Research發(fā)表了題為Enhancing the antitumor immunity of T cells by engineering the lipid-regulatory site of the TCR/CD3 complex的研究論文。該研究揭示天然代謝產(chǎn)物硫酸膽固醇（Cholesterol sulfate, CS）對T細胞受體（T cell receptor, TCR）信號調(diào)控的新機制——CS可通過結(jié)合CD3ε亞基，影響TCR／CD3復(fù)合體構(gòu)象。通過對CD3ε關(guān)鍵調(diào)節(jié)位點的突變設(shè)計，可以提升T細胞信號和抗腫瘤活性，從而為實現(xiàn)TCR/CD3復(fù)合體的工程優(yōu)化，應(yīng)用于TCR-T細胞腫瘤免疫治療提供了新策略。

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院上海市免疫學(xué)研究所王鋒研究員為論文通訊作者，博士研究生梁文華，博士后蟻瑞榮（已出站），科研助理王為芳為論文的共同第一作者。研究還得到華東師范大學(xué)張楫欽博士和劉明耀教授等的大力支持。該研究工作受國家自然科學(xué)基金委員會，國家重點研發(fā)計劃，上海市科學(xué)技術(shù)委員會，上海市地方高水平大學(xué)協(xié)同創(chuàng)新團隊和醫(yī)學(xué)基因組學(xué)國家重點實驗室等經(jīng)費支持。
 

圖片來源：《Cancer Immunology Research》
（https://doi.org/10.1158/2326-6066.CIR-21-1118）

研究材料與方法
在這項研究中，研究人員使用了由賽業(yè)生物提供的C-NKG免疫缺陷小鼠（產(chǎn)品編號：C001316）構(gòu)建了皮下人源黑色素瘤模型，過繼回輸利用CRISPR/cas9技術(shù)定點編輯的TCR-T細胞（CD3ε的第191位的氨基酸I為A），監(jiān)測小鼠腫瘤生長情況。

技術(shù)路線

研究結(jié)果

CD3ε-I/A工程化修飾的1G4 T細胞有效控制C-NKG小鼠A375-NY-ESO-1腫瘤進展[1]

利用體外編輯過的CD3ε-I/A 1G4 T細胞過繼回輸至人黑色瘤荷瘤小鼠，小鼠腫瘤生長曲線表明通過基因編輯關(guān)鍵結(jié)合位點解除硫酸膽固醇對TCR的信號抑制，可有效提升人源TCR-T細胞的抗腫瘤免疫，在已有鼠源TCR-T結(jié)果的基礎(chǔ)上，進一步加深了本研究所闡述的對TCR-T工程化改造方式在臨床治療中的應(yīng)用前景。

研究結(jié)論
該研究首次通過揭示TCR／CD3復(fù)合體信號調(diào)節(jié)機制，實現(xiàn)理性設(shè)計信號增強型TCR-T細胞的腫瘤免疫治療策略，為日后進一步在臨床上提升實體瘤免疫細胞療效奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。

原文檢索：
[1]Liang, Wenhua et al. “Enhancing the Antitumor Immunity of T Cells by Engineering the Lipid-Regulatory Site of the TCR/CD3 Complex.” Cancer immunology research vol. 11,1 (2023): 93-108. doi:10.1158/2326-6066.CIR-21-1118