超抗原融合T细胞衔接器用于肿瘤抗原介导的强效T细胞激活和肿瘤细胞杀伤

Superantigen-fused T cell engagers for tumor antigen-mediated robust T cell activation and tumor cell killing

作者信息Wen-Bin Zhao, Ying Shen, Guo-Xin Cai, Yi-Ming Li, Wen-Hui Liu, Jing-Cheng Wu, Ying-Chun Xu, Shu-Qing Chen, Zhan Zhou
PMID38098228
期刊Mol Ther
发布时间2024-02-07
DOI10.1016/j.ymthe.2023.12.011

实验完整度

高

包含体外细胞杀伤、T细胞激活与增殖、细胞因子释放、mRNA测序、体内异种移植模型及人CD3ε转基因小鼠安全性评估等多层级验证。

主要模型

A375-SLLH细胞与PBMC共培养体系 A375-SLLL细胞与PBMC共培养体系 SCID/beige小鼠异种移植模型(A375-SLLH或A375-SLLL与PBMC共接种) BALB/c-hCD3E转基因小鼠4T1-HER2移植瘤模型

重点核对

SEA融合增强TCE对A375-SLLH细胞的杀伤活性(EC50约40 pM vs 对照>1200 pM) T细胞激活标志物CD69、CD25的表达上调 IFN-γ和IL-2的释放水平 体内肿瘤生长抑制和生存期延长 人CD3ε转基因小鼠中IL-6水平变化

摘要

T细胞激活不足严重限制了T细胞衔接器(TCE)疗法的成功,尤其是在实体瘤中。在保持TCE肿瘤特异性的同时增强T细胞活性是提高其临床疗效的关键。然而,目前在临床实践中缺乏有效的策略。在此,我们设计了新型超抗原融合TCEs,其展现出强大的肿瘤抗原介导的T细胞激活效应。这些创新药物不仅具备超抗原强大的T细胞激活能力,还保留了TCEs对肿瘤抗原的依赖性,实现了两种现有药物优势的巧妙结合。超抗原融合TCEs在体外和体内已被初步证明具有良好(>30倍更强)且特异性(>25倍更强)的抗肿瘤活性。令人惊讶的是,它们还能诱导T细胞趋化信号的激活,这可能促进T细胞浸润,并进一步为提高TCE在实体瘤中的疗效提供额外保障。总体而言,这一概念验证为提高TCEs临床疗效提供了一种潜在策略。

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
能否通过融合超抗原SEA增强T细胞衔接器的T细胞激活能力,从而提高其抗肿瘤活性,同时保持肿瘤抗原特异性?
核心机制
SEA通过增强TCE介导的T细胞激活(包括上调CD69、CD25、颗粒酶B和细胞因子释放),并诱导趋化因子信号,促进T细胞浸润,从而增强抗肿瘤活性。
主要证据
体外细胞毒性实验显示tNY-aCD3/SEA对A375-SLLH细胞的EC50约40 pM,比对照强30倍以上;体内异种移植模型中,tNY-aCD3/SEA显著抑制肿瘤生长,部分小鼠无肿瘤生存;mRNA测序显示趋化因子和免疫激活分子上调。
研究意义
该研究提供了一种提高TCE临床疗效的潜在策略,通过超抗原融合增强T细胞激活,可能适用于多种肿瘤靶点,并为实体瘤免疫治疗提供新思路。

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

SEA-fused TCE的设计与生产

构建并纯化SEA融合的TCE及其同型对照,验证其正确组装和靶标结合能力。

基于抗体IgG1骨架,通过knob-into-hole技术组装异二聚体Fc,并将SEA融合至Fc臂N端,将靶向肿瘤抗原的TCR或抗体和抗CD3 scFv融合。在HEK293F细胞中瞬时共转染表达,通过镍柱和FLAG亲和层析纯化。

2

体外细胞毒性和特异性评估

评估SEA融合TCE是否增强TCE对肿瘤细胞的杀伤活性,并验证其肿瘤抗原依赖性。

将人PBMCs与肿瘤细胞共培养,加入不同浓度的SEA融合TCE或对照,通过Annexin V/PI染色或LDH释放检测肿瘤细胞凋亡或裂解。

3

T细胞激活与增殖分析

检测SEA融合TCE是否增强T细胞的激活和增殖能力。

通过流式细胞术检测T细胞表面CD69、CD25表达,CFSE稀释法检测T细胞增殖,并检测细胞因子IFN-γ、IL-2和颗粒酶B的产生。

4

转录组分析

探索SEA增强TCE活性的潜在分子机制。

对共培养后的PBMCs进行mRNA测序,分析差异表达基因和功能富集。

5

体内抗肿瘤活性评估

验证SEA融合TCE在体内的抗肿瘤效果和安全性。

在SCID/beige小鼠中皮下接种肿瘤细胞和PBMCs,静脉注射tNY-aCD3/SEA或对照,监测肿瘤生长和生存期。在BALB/c-hCD3E转基因小鼠中评估aHER2-aCD3/SEA的疗效和细胞因子释放。

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
SMM 293-TI培养基Sino Biological--
RPMI-1640培养基Gibco--
McCoy's 5A改良培养基Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素----
镍柱GE Healthcare--
ANTI-FLAG M1琼脂糖亲和凝胶Millipore Sigma--
PNGase FSigma-Aldrich--
链霉亲和素----
HRP标记的山羊抗人IgG(H+L)Beyotime Biotechnology--
FITC标记的山羊抗人IgG(H+L)Beyotime Biotechnology--
ACEA NovoCyte流式细胞仪ACEA Biosciences--
Annexin V-633凋亡检测试剂盒Dojindo--
LDH细胞毒性检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
APC抗人CD3抗体Invitrogen--
APC抗人CD8抗体Invitrogen--
Super Bright 436抗人CD69抗体Invitrogen--
PE抗人CD25抗体Invitrogen--
人IFN-γ未包被ELISA试剂盒Invitrogen--
人IL-2预包被ELISA试剂盒Dakewe--
eBioscience细胞内固定和透化缓冲液套装Invitrogen--
PE抗人颗粒酶B抗体Invitrogen--
CFSEInvitrogen--
碘化丙啶Invitrogen--
PE抗人Bcl-2抗体Invitrogen--
TRIzol试剂Invitrogen--
Dynabeads Oligo (dT)Thermo Fisher--
镁离子RNA片段化模块NEB--
Illumina NovaSeq 6000测序仪LC-Bio Technology--
APC抗人HLA-DR抗体BioLegend--
SCID/beige小鼠GemPharmatech--
BALB/c-hCD3E小鼠GemPharmatech--
人TNF-α未包被ELISA试剂盒Invitrogen--
人IL-6预包被ELISA试剂盒Dakewe--
小鼠IL-6预包被ELISA试剂盒Dakewe--
GraphPad PrismGraphPad 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
体外细胞毒性实验
PBMCs与肿瘤细胞比例(4:1),SEA融合TCE及其对照的浓度梯度,共培养时间(72小时),肿瘤细胞类型(A375-SLLH, A375-SLLL等)
阅读提示:Materials and methods - In vitro cytotoxicity
T细胞激活与增殖实验
PBMCs与肿瘤细胞比例(4:1),SEA融合TCE浓度,共培养时间(48-148小时),检测标志物(CD69, CD25, CFSE等)
阅读提示:Materials and methods - In vitro cytotoxicity, T cell proliferation analysis
细胞因子释放实验
培养时间(48或72小时),检测因子(IFN-γ, IL-2等)
阅读提示:Materials and methods - In vitro cytotoxicity
体内实验
小鼠品系(SCID/beige或BALB/c-hCD3E),肿瘤细胞接种量(2×10^6),PBMC接种量(2×10^6),给药剂量(25-200 μg/kg),给药方案(q3d×3),具体时间点
阅读提示:Materials and methods - In vivo antitumor activity evaluation, Evaluation of cytokine storm
转录组分析
共培养比例(4:1),药物浓度(200 pM),处理时间(48小时),测序平台(Illumina NovaSeq 6000)
阅读提示:Materials and methods - Transcriptomic analysis of PBMCs