基于亲和力的抗原特异性T细胞无偏分离

Unbiased avidity-based isolation of antigen-specific T cells

作者信息Amanda Montoya, Meredith L Frank, Peixin Jiang, Hui Nie, Minying Zhang, Emily Bontekoe, Jared K Slone, Ludovica L Posta, Sofia Rosy Caterina Sorice, Tina Cascone, Maura Gillison, Don L Gibbons, Jianjun Zhang, Eleonora Dondossola, Lydia Kavraki, Pamela L Wenzel, John V Heymach, Alexandre Reuben
PMID42419878
发布时间2026-07-08
DOI10.1136/jitc-2026-014960

实验完整度

高

包含体外细胞模型、微流控平台验证、人类和小鼠系统实验,及功能验证(ELISPOT、MIP-1β ELISA),证据层级完整。

主要模型

LLC-JSP-OVA细胞系 OT-I和C57BL/6 CD8+ T细胞 H1975肿瘤细胞系 健康供者PBMC来源的TCR-T细胞

重点核对

使用的靶细胞系及其抗原表达状态:LLC-JSP-OVA表达SIINFEKL,H1975表达HLA-A*03:01或HLA-A*02:01 T细胞与靶细胞的比例:1:1 施加的剪切应力:恒定低剪切应力(1 dyne/cm²用于鼠,3 dyne/cm²用于人) 细胞染色方法:CFSE、CellTracker Deep Red、CMAC等 分离后功能验证:MIP-1β ELISA和IFN-γ ELISpot

摘要

背景:癌症免疫疗法通过利用抗原特异性T细胞消除癌细胞,显著改善了治疗效果和患者生存率。然而,当前识别和分离抗原特异性T细胞的方法通常需要预先了解目标抗原,这限制了发现能力,并降低了持续检测稀有肿瘤反应性T细胞的能力。因此,我们寻求开发一种利用天然加工和呈递的肿瘤抗原进行抗原特异性T细胞识别和富集的无偏平台。方法:我们开发了ATTACH(评估T细胞与抗原I类组织相容性复合物的结合),这是一种微流控平台,通过施加受控剪切应力,并利用肿瘤细胞作为内源性主要组织相容性复合物(MHC)-肽复合物的天然来源,基于MHC/肽结合亲和力分离抗原特异性T细胞。我们在人类和小鼠系统中评估了ATTACH富集稀有肿瘤反应性T细胞群和清除旁观者病毒特异性T细胞的能力。结果:ATTACH在人类和小鼠系统中均实现了抗原特异性T细胞高达10倍的富集,能够分离频率低至0.1%的克隆型。除了富集稀有肿瘤反应性T细胞外,ATTACH还有效清除了病毒特异性旁观者T细胞。结论:ATTACH提供了一种简化的、无偏的方法,用于快速识别和分离抗原特异性T细胞,并可能有助于优化实体瘤的细胞疗法。

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
如何在不预先知道抗原的情况下,基于TCR亲和力从异质细胞群中富集抗原特异性T细胞?
核心机制
ATTACH利用肿瘤细胞自然呈递的MHC-肽复合物,通过施加受控剪切应力,根据T细胞与靶细胞结合的亲和力差异,保留高亲和力的抗原特异性T细胞,而去除低亲和力的非特异性T细胞。
主要证据
体外实验显示,ATTACH在鼠和人类系统中均能富集抗原特异性T细胞,例如OT-I T细胞富集达5倍,FOXM1特异性T细胞富集2.6-4.4倍,HER2特异性T细胞在0.1%起始频率下富集10倍,同时去除旁观者T细胞,功能实验确认回收细胞仍具有活性。
研究意义
作者认为ATTACH提供了一种快速、无偏、简便的方法,用于分离肿瘤反应性T细胞,可能改善TIL疗法的工作流程,并促进个性化癌症免疫疗法的发展。

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

靶细胞制备

建立表达特定抗原的靶细胞系,用于后续T细胞结合和分离。

将LLC-JSP细胞转染OVA257-264小基因,H1975细胞转染HLA-A*03:01或HLA-A*02:01及目标抗原基因,K562细胞转染HLA-A*02:01和突变HER2,培养并验证抗原表达。

2

T细胞制备

获得用于ATTACH分离的抗原特异性T细胞或对照非特异性T细胞。

从小鼠脾脏分离CD8+ T细胞并扩增(OT-I和C57BL/6),或从健康供者PBMC分离CD8+ T细胞并转导TCR(EGFR、FOXM1、HER2等),以获得特异性T细胞。

3

共孵育

使T细胞与靶细胞接触,通过TCR-MHC-肽相互作用产生特异性结合。

将荧光标记的T细胞加入铺有靶细胞的微流控通道或T-25瓶中,共孵育一定时间,使T细胞沉降并与靶细胞相互作用。

4

剪切应力分离

通过施加受控剪切应力,去除低亲和力或非特异性结合的T细胞,保留高亲和力的抗原特异性T细胞。

使用注射泵以恒定或递增的剪切应力冲洗通道,通过荧光显微镜观察并收集保留的细胞。

5

回收与功能验证

验证回收的细胞是否具有抗原特异性及功能活性。

回收保留的细胞(通过胰酶消化),用流式细胞术或荧光定量分析富集效果,并通过ELISA或ELISpot检测细胞因子分泌(如MIP-1β、IFN-γ)以验证功能。

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。

验证样本或模型特征
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
潮霉素BCorning30-240-CR
RPMI 1640培养基Corning10-040-CV
胎牛血清GenDEPOTF601-050
支原体检测试剂盒LonzaLT07-218
红细胞裂解液Santa Cruz Biotechnologysc-296258
正常大鼠血清Sigma-AldrichR9759
EasySep小鼠CD8+分选试剂盒STEMCELL Technologies19853
VitaStain AOPI染色液Nexcelom BiosciencesCS2-0106
Cellometer K2细胞计数仪Nexcelom Biosciences--
抗小鼠CD3抗体(克隆2C11)Bio X CellBE0001-1
抗小鼠CD28抗体(克隆37.51)Bio X CellBE0015-1
重组小鼠IL-7R&D Systems407-ML-005
重组小鼠IL-2R&D Systems402-ML-020
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher ScientificL00015
Retronectin重组人纤连蛋白片段Takara BioT100B
人CD8+ T细胞分选试剂盒STEMCELL Technologies17953
ImmunoCult人CD3/CD28/CD2 T细胞激活剂STEMCELL Technologies10970
G-Rex培养容器Wilson Wolf80-660M
APC标记的抗H-2Kb结合SIINFEKL抗体(克隆25-D1.16)BioLegend141606
抗小鼠CD4-FITC抗体(克隆RM4-5)BioLegend100509
抗小鼠CD8-FITC抗体(克隆53-6.7)BD Pharmingen553030
抗小鼠CD8-PE抗体(克隆100708)BioLegend100708
7AAD活力染色液BioLegend420404
CellTracker蓝色CMAC染料InvitrogenC2110
CFSE染料Invitrogen65-0850-85
CellTracker深红色染料InvitrogenC34565
MitoTracker深红色染料InvitrogenM22426
人MIP-1β(CCL4)即时ELISA试剂盒InvitrogenBMS2030INST
SmartReader 96微孔板吸光度读数仪Accuris--
HER2肽GenScript--
CEF对照肽池AnaSpec--
人IFN-γ ELISpot试剂盒CTLhIFNg-2M/2
CTL S6 Entry M2读板仪CTL--
μ-Slide I0.4 luer通道载玻片ibidi80176
Luer锁母接头ibidi10825
弯头公接头ibidi10802
1.6 mm硅胶管ibidi10842
哈佛仪器PHD ULTRA自动注射泵Harvard Apparatus--
Nikon A1RSi共聚焦显微镜Nikon--
Nikon ECLIPSE Ti共聚焦显微镜Nikon--
蔡司Axio Observer 7显微镜Zeiss--
链霉亲和素Thermo Fisher Scientific430431
牛血清白蛋白MilliporeSigma9048-46-8
磺基-NHS-LC-生物素Thermo Fisher ScientificA39257
碘化丙啶----
EVOS显微镜Thermo Fisher Scientific--
GraphPad Prism V.10GraphPad 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
靶细胞制备
靶细胞系及其抗原表达:LLC-JSP-OVA表达SIINFEKL,H1975表达HLA-A*03:01或HLA-A*02:01及目标抗原,K562表达HLA-A*02:01和HER2
阅读提示:详见细胞系部分
T细胞制备
T细胞来源:OT-I和C57BL/6小鼠脾脏CD8+ T细胞扩增,或健康供者PBMC分离CD8+ T细胞并转导TCR
阅读提示:详见Murine CD8+ T cell isolation and expansion、Generation of TCR-T cells
共孵育
效应细胞与靶细胞比例1:1,但不同实验中可能变化,需确认具体比例及孵育时间
阅读提示:见各实验描述
剪切应力分离
施加的剪切应力值及持续时间:鼠去富集为1 dyne/cm²持续5分钟,人实验为3 dyne/cm²持续5分钟
阅读提示:见Microfluidic isolation of antigen-specific T cells
功能验证
使用HER2肽或CEF肽池进行ELISpot,或检测MIP-1β分泌,需确认具体刺激条件
阅读提示:见ELISPOT和MIP-1β ELISA部分