Science：间歇性“休整”通过表观遗传学重塑过程恢复CAR-T细胞功能
来源：本站原创 2021-04-03 00:44
嵌合抗原受体T细胞疗法（简称 “CAR-T”）正越来越多地被应用于肿瘤患者的治疗。 CAR-T细胞疗法在血液系统癌症患者中显示出令人鼓舞的结果，但其抗癌活性可能受到CAR-T细胞功能有效性的限制。 在最近一项研究中，来自斯坦福大学医学院的Crystal L. Mackall教授课题组表征了连续活动引起的CAR-T细胞衰竭相关的表型和表观基因组变化，以及短暂休
2021年4月2日讯/生物谷BIOON/---嵌合抗原受体T细胞疗法（简称 “CAR-T”）正越来越多地被应用于肿瘤患者的治疗。 CAR-T细胞疗法在血液系统癌症患者中显示出令人鼓舞的结果，但其抗癌活性可能受到CAR-T细胞功能有效性的限制。 在最近一项研究中，来自斯坦福大学医学院的Crystal L. Mackall教授课题组表征了连续活动引起的CAR-T细胞衰竭相关的表型和表观基因组变化，以及短暂休息对于恢复其功能的有益作用。作者测试了不同类型的“间歇性休息”处理，例如使用药物dasatinib暂时抑制T细胞活性，这有助于防止CAR-T细胞衰竭并能够有效改善小鼠模型中的CAR-T细胞抗肿瘤活性。相关结果发表在最近的《Science》杂志上。
(给衰竭CAR-T细胞提供“刹车”，图片来源：www.sciencemag.org)
接受嵌合抗原受体（CAR）-T细胞治疗的B细胞恶性肿瘤的患者中，有50％以上仍然会出现癌症的进一步发展，并且该疗法尚未显示出对实体瘤的稳定效果。 CAR-T细胞的功效通常受到T细胞衰竭的限制，其转录和表观遗传学方面的改变会驱动免疫抑制蛋白的过表达并降低T细胞的功能。目前针对T细胞衰竭的治疗方法，包括免疫检查点抑制剂，并未影响相关的表观遗传学变化趋势。
先前研究已经证明，认为提高CAR信号活性可以诱导和维持人T细胞的功能，因此作者假设抑制CAR信号或强制性“休整”可以预防甚至可能逆转CAR-T细胞群体的衰竭。dasatinib（一种临床上使用的酪氨酸激酶抑制剂，可以可逆性地抑制CAR信号下游激酶活性）来抑制CAR-T细胞活性。基于上述结果，作者希望能够对CAR-T细胞衰竭前后的表型，功能性，转录组和表观遗传学标等进行全面分析，以了解“间歇性休整”对CAR-T细胞功能的影响。
（图1，药物诱导CAR基因表达以及强直性CAR信号激活）
首先，作者发现CAR-T细胞在持续刺激状态下离体扩增后，会进一步表现出“衰竭”相关的表型，转录和表观遗传学标志，而CAR-T细胞在dasatinib诱导“休整”之后则会出现“记忆”细胞相关特征，其在被过继转移到带有肿瘤移植物的小鼠体内后中同样表现出记忆样表型以及更为优异的抗肿瘤活性。
（图2，间歇性“休整”影响CAR-T细胞命运）
此外，作者通过诱导“衰竭”的CAR-T细胞间歇性静息，它们的命运从衰竭转移到记忆样状态。在已经具有“衰竭”特征的CAR-T细胞中，静息诱导仅4天就使其表型逆转，并诱导转录重编程和整体表观遗传重塑。此外，“衰竭”的CAR-T细胞经过休息后，其抗肿瘤活性得到充分地恢复，功能恢复的程度与休息的时间长短有关，并且与疲惫相关的转录因子TOX的表达减少和记忆相关的转录因子LEF1和TCF1的表达增加有关。
（图3，间歇性“休整”影响CAR-T细胞的基因表达）
之后，作者发现CAR-T细胞功能的回复取决于组蛋白甲基转移酶EZH2的活性，这与表观遗传重塑的现象相符。通过使用小鼠肿瘤移植模型，作者发现：与对照CAR-T细胞相比，通过CAR表达的振荡或dasatinib在体内进行诱导间歇性“休整”的CAR-T细胞表现出更好的抗肿瘤能力和更高的存活率。单细胞分析表明，单次dasatinib刺激足以诱导“衰竭”的肿瘤浸润性CAR-T细胞产生记忆表型并增强其抗肿瘤功能。
（图4，间歇性“休整”有助于提升CAR-T细胞的抗肿瘤活性）
综上，该研究结果表明：抑制CAR信号传导可通过防止CAR-T细胞“衰竭”来增强其适应性，进而增强治疗功效。 此外，在已经出现衰竭特征的CAR-T细胞中，CAR信号的短暂抑制或静息处理会恢复其功能并导致整体表观遗传重塑。该发现提出了靶向CAR或TCR下游信号激酶可能有助于减轻T细胞衰竭形状的免疫治疗策略的前景。（生物谷 Bioon.com）
原始出处：Evan W. Weber, Kevin R. Parker, Elena Sotillo et al.,Transient rest restores functionality in exhausted CAR-T cells through epigenetic remodeling. Science. 02 Apr 2021:Vol.
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