地西他滨增强NY-ESO-1特异性TCR-T细胞对AML细胞的靶向作用并促进效应功能和记忆表型的维持

Decitabine enhances targeting of AML cells by NY-ESO-1-specific TCR-T cells and promotes the maintenance of effector function and the memory phenotype.

作者信息Synat Kang, Lixin Wang, Lu Xu, Ruiqi Wang, Qingzheng Kang, Xuefeng Gao, Li Yu
PMID36097193
期刊Oncogene
发布时间2022-10
DOI10.1038/s41388-022-02455-y

实验完整度

高

包含体外细胞系和原代AML样本实验、体内异种移植模型验证,以及功能验证和机制验证(如MHC依赖性、表型分析)。

主要模型

U937-A2+细胞系 HL60-A2+细胞系 Kasumi-1-A2+细胞系 AML异种移植NCG小鼠模型

重点核对

DAC浓度及处理时间(200 nM, 72小时) TCR-T细胞类型(高亲和力1G4 TCR vs 野生型) 效靶比(1:10等)及共培养时间(20小时) MHC I类抗体阻断(W6/32) 小鼠模型中DAC给药剂量(1.0 mg/kg)及T细胞注射量(1.0×10^7)

摘要

NY-ESO-1是一种众所周知的癌睾丸抗原(CTA),在多种癌症类型中重新表达,但其在髓系白血病细胞中的表达受到抑制。接受地西他滨(DAC)治疗的急性髓系白血病(AML)患者在原始细胞中表现出NY-ESO-1的诱导表达;因此,我们研究了NY-ESO-1特异性TCR工程化T(TCR-T)细胞联合DAC对AML的作用。NY-ESO-1特异性TCR-T细胞能够在体外通过靶向DAC诱导的NY-ESO-1表达有效清除AML细胞系(包括U937、HL60和Kasumi-1细胞)和原发性AML原始细胞。此外,在TCR转导期间将T细胞与DAC共孵育(称为dTCR-T细胞)可进一步增强TCR-T细胞的抗白血病功效,并增加记忆样表型的产生。DAC与NY-ESO-1特异性dTCR-T细胞的联合在体内显示出优异的抗肿瘤功效,并延长了AML异种移植小鼠模型的生存期,五只小鼠中有三只在90天内完全消除了AML细胞。这一结果与IFN-γ和TNF-α表达增强以及中央记忆T细胞(CD45RO+CD62L+和CD45RO+CCR7+)比例增加相关。综上,这些数据为DAC和NY-ESO-1特异性dTCR-T细胞联合治疗AML提供了临床前证据。

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
地西他滨能否增强NY-ESO-1特异性TCR-T细胞对AML的靶向杀伤作用,并促进效应功能和记忆表型的维持?
核心机制
DAC通过去甲基化诱导AML细胞NY-ESO-1表达,TCR-T细胞通过MHC依赖性方式识别并杀伤靶细胞,同时DAC处理T细胞可增强其效应功能并促进中央记忆T细胞表型。
主要证据
体外实验显示TCR-T细胞对DAC处理的AML细胞系和原代AML母细胞有特异性杀伤;体内实验显示dTCR-T联合DAC显著抑制肿瘤生长、延长生存期,且伴随IFN-γ和TNF-α升高及中央记忆T细胞比例增加。
研究意义
提供DAC与NY-ESO-1特异性dTCR-T细胞联合治疗AML的临床前证据。

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

验证DAC诱导NY-ESO-1表达

检测DAC处理对AML细胞系和原代AML样本中NY-ESO-1表达的影响。

用不同浓度(100-1000 nM)的DAC处理U937、HL60、Kasumi-1、THP-1细胞系72小时,以及原代AML母细胞,通过RT-PCR和Western blot检测NY-ESO-1 mRNA和蛋白水平,并通过亚硫酸盐测序分析启动子甲基化状态。

2

评估TCR-T细胞的体外杀伤功能

评估NY-ESO-1特异性TCR-T细胞对DAC处理的AML细胞系的识别和杀伤能力。

将高亲和力(ha)或野生型(wt)TCR-T细胞与DAC处理或未处理的U937-A2+、HL60-A2+、Kasumi-1-A2+、THP-1-A2+细胞共培养,通过ELISpot检测IFN-γ分泌,ELISA检测TNF-α,LDH释放实验检测细胞毒性。

3

验证MHC依赖性

确认TCR-T细胞的抗白血病活性是否依赖于MHC I类分子。

将DAC处理的靶细胞与抗MHC I类抗体(W6/32)或同型对照(IgG2a)孵育后,与TCR-T细胞共培养,检测TNF-α分泌。

4

检测对原代AML母细胞的反应

验证TCR-T细胞对DAC治疗的患者来源的原代AML母细胞的识别和杀伤。

将NY-ESO-1特异性供体来源的TCR-T细胞与来自4例患者的原代AML母细胞共培养,通过IFN-γ ELISpot检测反应。

5

评估DAC处理对TCR-T细胞功能的影响

确定转导期间CDAC处理是否能增强TCR-T细胞的抗白血病功效和记忆表型。

在TCR转导期间用低剂量DAC(10-50 nM)处理T细胞,生成dTCR-T细胞,然后评估其增殖、活力、细胞因子分泌、细胞毒性以及记忆表型(CD45RO+CD62L+和CD45RO+CCR7+)。

6

体内疗效验证

评估DAC联合TCR-T或dTCR-T细胞在AML异种移植小鼠模型中的抗肿瘤效果。

将U937-A2-luciferase+细胞皮下接种至NCG小鼠,分为8组,分别给予PBS、NT-T、TCR-T、dTCR-T、DAC单独或联合治疗,监测肿瘤生长、生物发光成像和生存期。

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
RPMI 1640培养基Gibco Life Technologies--
胎牛血清Gibco Life Technologies--
最低必需培养基Gibco Life Technologies--
DMEM-F12培养基Procell--
DMEM培养基Gibco Life Technologies--
5-氮杂-2'-脱氧胞苷(地西他滨)Sigma-Aldrich--
TRIzol试剂Invitrogen--
TransScript All-in-One第一链cDNA合成SuperMix试剂盒Transgen--
PerfectStart SYBR Green qPCR SuperMix试剂盒Transgen--
7500型实时荧光定量PCR系统Thermo Fisher Scientific--
RIPA裂解液Solarbio--
Immobilon转印硝酸纤维素膜Millipore--
抗人NY-ESO-1抗体Abcam--
抗DNMT3a抗体Abcam--
抗β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology--
化学发光HRP底物试剂盒Millipore--
ChemiDoc XRS+系统Bio-Rad--
Wizard基因组DNA纯化试剂盒PromegaA1120
EZ DNA甲基化试剂盒Zymo ResearchD5001
pGM-T载体TianGenVT202-01
ABI PRISM 3730 DNA分析仪Applied Biosystems--
CytoExpert软件Beckman Coulter--
FlowJo软件FlowJo LLC--
pCDH慢病毒载体----
50 kDa离心过滤器Merck kGaA--
人T细胞活化CD3磁珠/CD28单克隆抗体微珠Life Technologies11161D
X-VIVO 15培养基Lonza--
白细胞介素-2PeproTech Inc.--
抗人CD8抗体(克隆RPA-T8)BioLegend--
抗人CD3抗体(克隆HIT3a)BioLegend--
抗人TCR vβ13.1抗体(克隆H131)BioLegend--
抗小鼠TCR β链抗体(克隆H57-597)BioLegend--
ELISA试剂盒BioGems--
Multiskan FC酶标仪Thermo Fisher Scientific--
IFN-γ ELISpot试剂盒BD Biosciences--
AEC底物试剂盒BD Biosciences--
BIOsys ELISpot读板仪----
CytoTox 96非放射性细胞毒性检测试剂盒Promega--
NCG小鼠GemPharmatech Co., Ltd.--
IVIS Lumina III小动物活体成像系统PerkinElmer--
GraphPad Prism 8.0软件GraphPad Software, Inc.--

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
DAC处理
DAC浓度、处理时间(72小时、10天)、细胞系类型
阅读提示:Materials and methods - Decitabine treatment;图1图注
TCR-T细胞制备
TCR类型(高亲和力1G4 TCR vs 野生型)、MOI=5、转导时间、DAC预处理剂量和时长
阅读提示:Methods - Generation of TCR-T cells;图4图注
体外杀伤实验
效靶比、共培养时间、靶细胞DAC处理与否、抗体阻断条件
阅读提示:Materials and methods - ELISpot、ELISA、LDH assay;图2图注
动物模型
小鼠品系、细胞接种量、DAC剂量和途径、T细胞注射量和时间、分组和样本量
阅读提示:Methods - Mouse xenograft models;图6图注