高效的多元非病毒工程化并扩增多克隆 γδ CAR-T 细胞用于免疫治疗

Efficient multiplex non-viral engineering and expansion of polyclonal γδ CAR-T cells for immunotherapy

作者信息Jacob Bridge, Matthew J Johnson, Bibekananda Kar, Jihyun Kim, Sophia Wenthe, Joshua Krueger, Bryce Wick, Mitchell G Kluesner, Andrew T Crane, Jason Bell, Lage von Dissen, Erin Stelljes, Joseph G Skeate, Branden S Moriarity, Beau R Webber
PMID41821313
期刊Mol Ther
发布时间2026-06-03
DOI10.1016/j.ymthe.2026.03.007

实验完整度

包含体外扩增、功能验证(杀伤实验、细胞因子分泌)、机制验证(碱基编辑、FAS/PD1/CISH)及体内异种移植模型,功能与机制验证明确。

主要模型

人外周血 γδ T 细胞 Raji 淋巴瘤细胞系 (Raji-Luc) NSG 小鼠异种移植模型

重点核对

刺激条件:10 μg/mL 平板包被 αPan-γδ TCR 抗体和 2 μg/mL 可溶性 αCD28 抗体,第 11 天再刺激 电穿孔时间:刺激后 48 小时 电穿孔条件:4.5×10^7 细胞/mL,T 缓冲液,3 次脉冲 1400V,10ms 宽度 CAR 整合效率:TcBuster 转座子介导,CAR+ 比例可达 47.3%±6.1 体内模型:NSG 小鼠静脉注射 5×10^5 Raji-Luc 细胞,4 天后输注 10×10^6 γδ T 细胞

摘要

γδ T 细胞以其独特的能力识别转化细胞和病原体感染细胞上有限的非肽、非 MHC 相关抗原而著称。除了不能介导移植物抗宿主病(GvHD)外,γδ T 细胞还具有区别于其他淋巴细胞亚群的特征,这促进了人们对其作为现成细胞免疫治疗药物开发的浓厚兴趣。然而,它们在循环中的丰度低、异质性、体外扩增方法有限以及遗传修饰方法的不成熟,阻碍了 γδ T 细胞的基础研究和临床应用。在这里,我们实施了一种无饲养层、可规模化的方法,用于体外制造用于治疗应用的多克隆、非病毒修饰、基因编辑的嵌合抗原受体(CAR)-γδ T 细胞。工程化的 CAR-γδ T 细胞在体外和体内均表现出强大的功能性。过继转移的多克隆 CAR-γδ T 细胞的纵向体内药代动力学分析揭示了亚群对 IL-15 细胞因子装甲和多重碱基编辑的特异性反应。我们的结果展示了一个用于多克隆 CAR-γδ T 细胞遗传修饰的稳健平台,并为进一步定义离散工程化 CAR-γδ T 细胞亚群在体内的协同作用和对治疗功效的贡献提供了独特的机会。

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
能否开发一种无饲养层、可规模化的方法,用于非病毒、多重基因编辑的多克隆 γδ CAR-T 细胞的制造,并评估其体外和体内功能?
核心机制
通过 αPan-γδ TCR 抗体刺激维持多克隆 γδ T 细胞亚群多样性,利用 TcBuster 转座子实现高效的 CAR 基因整合,并结合碱基编辑同时敲除 PDCD1、CISH 以及引入 FAS 显性负性突变,从而增强 γδ T 细胞的抗肿瘤功能和对免疫抑制微环境的抵抗。
主要证据
体外实验显示,αPan-γδ TCR 抗体扩增 γδ T 细胞 220 倍,优于唑来膦酸;CAR 阳性细胞在 3:1 和 1:1 效靶比下完全清除 Raji-Luc 细胞;六轮连续杀伤实验功能不衰减。体内异种移植模型中,CAR-γδ T 细胞抑制肿瘤生长并延长生存期,且 IL-15 臂显著增加外周血中 γδ T 细胞频率。
研究意义
该平台为多克隆 γδ T 细胞的非病毒工程化提供了可扩展、cGMP 兼容的方法,有助于进一步研究不同 γδ T 细胞亚群对过继免疫治疗的贡献,并可能用于开发治疗实体瘤(包括中枢神经系统肿瘤)的免疫疗法。

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

γδ T 细胞的分离与扩增

从外周血中分离 γδ T 细胞并建立无饲养层的扩增方案,以维持多克隆性和亚群多样性。

利用免疫磁珠负选从健康供者 PBMC 中分离 γδ T 细胞,以平板包被的 αPan-γδ TCR 抗体和可溶性 αCD28 抗体刺激,并在第 11 天再刺激,共培养 22 天,实现 >14,000 倍扩增。

2

非病毒转座子介导的 CAR 整合

验证 TcBuster 转座子系统能否高效地将 αCD19-CAR 基因整合到扩增的 γδ T 细胞中,并评估整合效率和细胞功能。

在刺激后 48 小时,通过电穿孔将 TcBuster 转座酶 mRNA 和编码 αCD19-CAR 的 nanoplasmid DNA 递送至 γδ T 细胞。通过流式细胞术测量 GFP 表达评估整合效率,并利用 MTX 药物或免疫磁珠选择 CAR+ 细胞。

3

多重碱基编辑

利用碱基编辑器同时敲除 CISH、PDCD1 并引入 FAS 显性负性突变,以增强 γδ T 细胞的抗肿瘤功能和对免疫抑制的抵抗。

在电穿孔时共递送 ABE8e 碱基编辑器 mRNA 和靶向 CISH、PDCD1 剪接位点以及 FAS 显性负性突变的 gRNA。通过 Sanger 测序和 EditR 分析编辑效率。

4

体外功能验证

评估工程化 CAR-γδ T 细胞(包括多重编辑)的细胞毒性、细胞因子分泌和对免疫抑制环境的抵抗能力。

与 Raji-Luc 靶细胞共培养进行细胞毒性测定(3:1、1:1、1:3 E:T 比例)。进行连续杀伤实验以评估持续杀伤功能。通过流式细胞术分析 IFNγ 和 TNF 的分泌。进行 FasL 处理实验以评估抗凋亡能力。

5

体内抗肿瘤功效评估

在异种移植小鼠模型中评估工程化多克隆 γδ T 细胞(包括多重编辑和 IL-15 装甲)的体内抗肿瘤活性。

NSG 小鼠静脉接种 Raji-Luc 细胞(5×10^5)后 4 天,静脉输注工程化 γδ T 细胞(10×10^6)。部分组在 7 天后接受第二次输注。通过生物发光成像监测肿瘤生长,记录生存期,并分析外周血中 γδ T 细胞亚群动态。

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
EasySep 人γδ T 细胞分离试剂盒STEMCELL Technologies--
OpTimizer T 细胞扩增培养基Gibco--
RPMI 1640 培养基Cytiva--
Ficoll-Hypaque 分离液Lonza--
αPan-γδ TCR 抗体(克隆:REA591)Miltenyi Biotec--
αCD28 抗体ThermoFisher--
Neon 转染试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Protector RNase 抑制剂Roche03335399001
TcBuster mRNATriLink Biotechnologies or Aldevron--
ABE8e 碱基编辑器 mRNATriLink--
αCD34 磁珠Miltenyi--
甲氨蝶呤----
GeneJet 纯化试剂盒ThermoFisher--
QIAquick PCR 纯化试剂盒QIAGEN--
Sanger 测序Eurofins Genomics--
Raji-Luc 细胞----
D-荧光素----
GolgiPlugBD Biosciences--
莫能菌素eBioscience--
Cytofix/Cytoperm 溶液BD Biosciences--
CytoFLEX S 流式细胞仪Beckman Coulter--
FlowJo 软件BD Biosciences10.10.0
QX200 微滴式数字PCR系统Bio-Rad--
ddPCR 探针 Supermix(无 dUTP)Bio-Rad--
IVIS 成像系统Revvity--
IL-15 ELISA 试剂盒Abcam--
抗 CD3 抗体(克隆:SP7)Novus Biologicals--
RNeasy Plus 微型试剂盒Qiagen--
RNA-iR-Complete 双索引引物试剂盒iRepertoire--
Illumina MiSeq 测序仪IlluminaMS-102-2002

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
γδ T 细胞分离与扩增
细胞来源(健康供者 PBMC)、分离方法(EasySep 阴性选择)、刺激抗体(αPan-γδ TCR 和 αCD28)的浓度、培养时间(22 天)、再刺激时间(第 11 天)、培养基组分
阅读提示:参见 Methods 中 'Donor γδ T Cell Isolation and Expansion' 和 'Cell Culture' 部分
电穿孔转染
电穿孔时间点(刺激后 48 小时)、细胞密度(4.5×10^7 细胞/mL)、电穿孔参数(3 脉冲,1400V,10ms)、TcBuster mRNA 和 nanoplasmid 的用量
阅读提示:参见 Methods 中 'Electroporation of Activated γδ T Cells for Transposon Integration and Multiplex BE' 部分
多重碱基编辑
ABE8e mRNA 浓度(1.5 μg)、gRNA 序列和浓度、FAS 突变类型(Y232C)
阅读提示:参见 Methods 中 'gRNA Design' 和 'Electroporation...' 部分
体内实验
小鼠品系(NSG)、肿瘤细胞类型和数量(Raji-Luc 5×10^5)、细胞输注剂量(10×10^6)、时间点(第 -4 天和第 0 天)、是否有第二次输注、监测指标(生物发光成像、血液采集频率)
阅读提示:参见 Methods 中 'In Vivo Tumor Challenge' 部分