基于非超激动型CD28的双信号T细胞衔接器靶向KK-LC-1

Non-superagonist CD28-based dual-signal T cell engager targeting

作者信息Tianran Chen, Ying Wang, Xiaotong Chen, Yuxiang Li, Jingyi Guo, Fangcen Liu, Jie Shao, Jiayao Yan, Mengzhu Li, Jiaqi Nie, Qi Sun, Qin Liu, Baorui Liu
PMID41558812
发布时间2026-01
DOI10.1136/jitc-2025-013246

实验完整度

高

包含分子结合(SPR、流式)、细胞功能(激活、杀伤)、三维肿瘤球、体内异种移植模型及与PD-1×CTLA-4联合的机制与疗效验证,层级丰富。

主要模型

MKN45胃癌细胞系 HGC27胃癌细胞系(KK-LC-1过表达株) BALB/c裸鼠皮下异种移植瘤模型 MKN45腹腔转移瘤模型

重点核对

靶蛋白设计锚蛋白重复蛋白K1与KK-LC-1的结合亲和力KD=8.985 nM 双特异性分子KK-LC-1×CD3和KK-LC-1×CD28与靶抗原结合活性 T细胞活化检测(CD69/CD25表达及细胞因子分泌) 体外细胞毒性实验的效靶比和浓度依赖性 体内联合治疗对肿瘤生长抑制和T细胞浸润的影响

摘要

背景:双特异性T细胞衔接器在血液系统恶性肿瘤和实体瘤中均显示出有前景的临床进展;然而,其治疗效果仍受到多种挑战的限制,包括仅通过CD3交联的单信号激活导致的T细胞失能。作为关键的共刺激分子,CD28通过与TCR介导的初级激活信号的协同作用增强T细胞功能,从而增强抗肿瘤功效。非超激动型CD28双特异性抗体在增强抗肿瘤功效的同时,可最大限度地减少全身毒性。北九州肺癌抗原-1(KK-LC-1)是一种在多种恶性肿瘤中过表达的癌-睾丸抗原,是肿瘤特异性免疫治疗的有前景的靶点。在此,开发一种靶向KK-LC-1的双信号T细胞衔接器策略,利用基于非超激动型CD28的共刺激机制,至关重要。方法:基于通过噬菌体展示技术成功获得靶向KK-LC-1和CD28的设计锚蛋白重复蛋白(KD=8.985 nM和7.43 nM),我们设计了两种T细胞衔接器(KK-LC-1×CD3和KK-LC-1×CD28)。通过表面等离子体共振、流式细胞术、共聚焦显微镜和体内成像验证了KK-LC-1设计锚蛋白重复蛋白的肿瘤特异性结合活性。然后,我们将其分别与CD3单链可变片段和CD28设计锚蛋白重复蛋白融合,构建两种T细胞衔接器。通过流式细胞术分析、共聚焦显微镜成像和生物发光定量,在体外和体内(n=5)系统评估了它们的生物活性和抗肿瘤功效。结果:成功构建了T细胞衔接器KK-LC-1×CD3和KK-LC-1×CD28,并显示出对KK-LC-1阳性肿瘤细胞和T细胞的高结合亲和力。与KK-LC-1×CD3单药治疗相比,这些衔接器的联合给药显著增强了T细胞活化和抗肿瘤功效(88% vs 66%,p<0.001)。在体内,与单药治疗相比,联合用药抑制了59.6%的肿瘤生长(p<0.05),并增强了肿瘤内CD8+浸润(5.4倍,p<0.001)和CD4+浸润(2.7倍,p<0.001),而联合PD-1×CTLA-4双特异性抗体的三联疗法将中位生存期从44天延长至48天(p<0.05)。结论:我们验证了靶向KK-LC-1的双信号T细胞衔接器策略治疗实体瘤的可行性,并证明其与PD-1×CTLA-4双特异性抗体联合在临床前研究中协同增强了抗肿瘤功效。关键词:双特异性T细胞衔接器 - BiTE,联合治疗,实体瘤

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
探讨基于非超激动型CD28的双信号T细胞衔接器靶向KK-LC-1能否增强T细胞抗肿瘤疗效并安全用于实体瘤治疗。
核心机制
KK-LC-1×CD3提供TCR信号,KK-LC-1×CD28提供CD28共刺激信号,协同激活T细胞,增强抗肿瘤免疫;联合PD-1×CTLA-4阻断可缓解免疫抑制,协同增效。
主要证据
体外实验显示联合治疗显著增强T细胞活化(CD69/CD25上调)和细胞毒性(MKN45杀伤率约90%),体内异种移植瘤模型显示肿瘤生长抑制和CD8+T细胞浸润增加(5.4倍),联合PD-1×CTLA-4延长中位生存期。
研究意义
首次开发靶向KK-LC-1的双信号T细胞衔接器策略,为KK-LC-1阳性实体瘤的免疫治疗提供新方案,支持临床开发与PD-1×CTLA-4双抗的联合疗法。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

靶向蛋白的筛选与表征

获得并验证靶向KK-LC-1和CD28的设计锚蛋白重复蛋白的特异性结合能力。

利用噬菌体展示技术筛选靶向KK-LC-1和CD28的设计锚蛋白重复蛋白K1和CD28-DARPin,通过SPR测定亲和力,并通过流式、免疫荧光、SPR和体内成像验证结合特异性。

2

双特异性T细胞衔接器的构建与表征

构建KK-LC-1×CD3和KK-LC-1×CD28双特异性分子,并验证其与靶抗原和T细胞的特异性结合。

将K1与CD3 scFv或CD28 DARPin通过(GGGGS)3连接子融合,构建KK-LC-1×CD3和KK-LC-1×CD28,经SDS-PAGE和HPLC验证纯度,SPR测定亲和力,流式和免疫荧光检测结合活性。

3

体外T细胞激活和细胞因子分泌检测

评估KK-LC-1×CD3单独或联合KK-LC-1×CD28对T细胞活化和细胞因子分泌的影响。

将PBMCs与肿瘤细胞共培养,加入不同处理组,流式检测CD69和CD25表达,收集上清用LEGENDplex检测细胞因子(IFN-γ、TNF-α、IL-2、IL-6、IL-10)。

4

体外细胞毒性实验(2D和3D)

验证KK-LC-1×CD3及其与KK-LC-1×CD28联合对肿瘤细胞的杀伤效果及特异性。

使用荧光素酶标记的肿瘤细胞,在2D单层和3D多细胞肿瘤球模型中,以不同浓度和效靶比与PBMCs共培养,检测特异性杀伤率。

5

体内异种移植瘤模型疗效评估

在体内验证双信号T细胞衔接器联合治疗对肿瘤生长的抑制效果。

在MKN45皮下和腹腔转移模型中,荷瘤小鼠静脉注射PBMCs后,连续5天给药KK-LC-1×CD3和/或KK-LC-1×CD28,监测肿瘤体积和生物发光信号,评估抗肿瘤效果。

6

联合PD-1×CTLA-4双特异性抗体的抗肿瘤效果

评估三药联合(KK-LC-1×CD3 + KK-LC-1×CD28 + PD-1×CTLA-4)是否进一步增强抗肿瘤疗效。

在HGC27(oe-KK-LC-1)皮下瘤模型中,给予三药联合治疗,比较肿瘤生长抑制和生存期。同时通过流式分析肿瘤浸润T细胞表型。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
pET-30a载体Genscript--
pET-21a载体Genscript--
异丙基β-D-1-硫代半乳糖苷BeyotimeST098
Ni-NTA树脂Cytiva17524701
SUMO蛋白酶Thermo Fisher12588018
Q5高保真DNA聚合酶NEB--
T4 DNA连接酶TaKaRa2011A
EcoRI限制酶NEB--
XhoI限制酶NEB--
DH5α感受态细胞TransGen BiotechCD201
岛津LC-20A高效液相色谱系统Shimadzu--
BioCore RP-1000色谱柱----
赛默飞MAbPac反相色谱柱Thermo Scientific90182-C08H
赛默飞QE-HF-X质谱仪Thermo Fisher--
Jasco J-810圆二色谱仪Jasco--
Biacore T200系统Cytiva--
CM5传感芯片GE Healthcare--
重组KK-LC-1胞外域GenScript--
重组人CD3胞外域Sino Biological10977-H08H
重组人CD28胞外域Sino Biological90182-C08H
RPMI 1640培养基Corning10-040-CV
胎牛血清----
青霉素-链霉素溶液BeyotimeC0222
嘌呤霉素BeyotimeST551
AIM-V培养基Gibco12055091
Ficoll分离液----
抗His标签抗体(iFluor 647)GenScriptA01802
CD3-APC/Cy750抗体BioLegend300470
FITC抗人CD4抗体BioLegend300506
Brilliant Violet 510抗人CD8抗体BioLegend344732
CD56-ECD抗体Beckman CoulterA82943
FITC抗人CD11c抗体BioLegend337214
PE抗人CD19抗体BioLegend392506
7-AAD活力染色溶液BioLegend420403
Beckman CytoFLEX流式细胞仪Beckman Coulter--
DAPIBeyotimeC1002
小鼠抗KK-LC-1单克隆抗体Abcamab21997
FITC标记的山羊抗小鼠IgG二抗ElabscienceE-AB-1015
LEGENDplex人Th1/Th2细胞因子检测试剂盒BioLegend741030
D-荧光素----
Varioskan LUX多功能酶标仪Thermo Fisher Scientific--
超低吸附96孔板Corning3474
Calcein/PI细胞活力/细胞毒性检测试剂盒BeyotimeC2015M
ZEISS ZEN 880显微镜Carl Zeiss--
Matrigel基质胶Corning356234
数显卡尺Mitutoyo500-752
Cy7染料----
CRi Maestro活体成像系统Cambridge Research & Instrumentation--
Living Image软件----
IVIS Lumina III成像系统PerkinElmer--
PD-1×CTLA-4双特异性抗体(卡度尼利单抗)Akeso, Inc.--
IV型胶原酶----
抗K1一抗----
抗PD-1抗体PTG66220-1-Ig
抗CTLA-4抗体AbclonalA2063
山羊抗小鼠二抗AbclonalAS007
山羊抗兔二抗Abcamab150113
GraphPad Prism 9.0GraphPad Software--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
蛋白表达与纯化
IPTG浓度、诱导温度和时间、Ni-NTA纯化缓冲液成分及洗脱咪唑浓度
阅读提示:Methods 'Expression and characterization of anti-KK-LC-1 designed ankyrin repeat protein' 小节
SPR结合分析
固定化配体浓度、分析物浓度范围、流速及结合解离时间
阅读提示:Methods 'Surface plasmon resonance' 小节
T细胞激活实验
效靶比、蛋白浓度、孵育时间、检测标志物(CD69/CD25)
阅读提示:Methods 'T cell activation assay and cytokine secretion assay' 小节
体外细胞毒性实验
效靶比、KK-LC-1×CD3浓度范围、KK-LC-1×CD28浓度、孵育时间
阅读提示:Methods 'Cytotoxicity assay' 小节
体内异种移植模型
细胞接种量、PBMCs输注时间和数量、给药剂量、给药时间、实验终点
阅读提示:Methods 'In vivo antitumor efficacy study' 小节及Figure 5 legend
联合治疗实验
PD-1×CTLA-4剂量、给药频率、治疗时间线
阅读提示:Results 'KK-LC-1-targeted CD3/CD28 co-stimulation therapy ...' 小节及Figure 6 legend