PLP1触发的NOT门用以解决PSMA靶向前列腺癌治疗的神经毒性风险

PLP1-triggered NOT gate to address neurotoxicity risk of PSMA-targeted prostate cancer therapy

作者信息Sanam Shafaattalab, Alexander Partin, Aaron Winters, Richele Bruno, Vasantika Suryawanshi, Jushen Liang, Ryan Elshimali, Nicolas G Pedroncelli, Chawita Netirojjanakul, Timothy P Riley, Jingli A Zhang, Alexander Kamb
PMID42731875
发布时间2026-09-12
DOI10.1136/jitc-2026-015068

实验完整度

高

包含体外细胞系、iPSC来源少突胶质细胞及小鼠体内模型,并有功能验证和机制验证(NOT门、ICD缺失对照)。

主要模型

人iPSC来源少突胶质细胞 Jurkat-NFAT荧光素酶细胞 原代人T细胞 雌性NSG B2m小鼠

重点核对

PLP1-FLAG mRNA梯度转染HeLa细胞,PLP1-FLAG mRNA IC50为75 ng PSMA | PLP1 Tmod与原代人T细胞共培养,E:T比从1:243到3:1,共培养32小时,并以PSMA | ΔPLP1 Tmod(缺失LIR-1 ICD)作为抑制活性对照 iPSC来源少突胶质细胞与T细胞共培养,E:T比从1:243到3:1,共培养48小时 NSG B2m小鼠尾静脉注射PLP1 CAR-T或装甲PLP1 CAR-T,每组n=3(未装甲)或n=4(装甲),监测体重和血清IFN-γ PLP1 | PLP1 Tmod和PLP1 | ΔPLP1 Tmod体内实验,未装甲组n=3,装甲组n=4

摘要

背景:靶向在恶性肿瘤细胞上优先表达的抗原的实体瘤治疗面临反复出现的脱靶毒性挑战。前列腺特异性膜抗原(PSMA)是一种肿瘤相关抗原,表达于健康前列腺,并在前列腺癌中普遍上调。通过RNA-Seq也在中枢和周围神经系统(CNS和PNS)中检测到PSMA,其水平可能超过前列腺本身。CNS/PNS中PSMA的表达在肿瘤学领域很大程度上被忽视,且靶向PSMA的治疗药物可能对神经系统中的抗原本就有限的可及性。然而,许多在临床上活跃的PSMA靶向治疗药物会引起显著的神经毒性,在某些情况下甚至导致治疗相关死亡。方法:为保护表达PSMA的神经组织免受靶向、脱靶毒性,我们应用了一种使用基于LIR-1的抑制性受体的合成细胞NOT门。我们通过搜索基因组数据库中与PSMA在大脑中共表达的表面蛋白来选择NOT门靶抗原。结果:在此,我们证明蛋白脂质蛋白1(PLP1),一种表达于少突胶质细胞和雪旺细胞表面的蛋白,在CNS和PNS中与PSMA共表达。NOT门构建体(PSMA | PLP1 Tmod)在体外保护人少突胶质细胞免受PSMA CAR的细胞毒性。尽管PSMA在小鼠大脑中不以高水平表达,但我们显示PLP1 CARs在小鼠中诱导毒性,这与免疫治疗靶标的CNS/PNS表达构成严重风险的可能性一致。这种毒性被Tmod构建体(PLP1 | PLP1)减轻,其中PLP1 CAR替代了PSMA CAR,这是绕过PSMA在小鼠中问题性表达模式的原理验证。结论:总之,这些发现不仅突出了针对实体瘤免疫治疗中大脑表达抗原的潜在风险和益处,而且为PSMA CAR-Ts提出了一种具体的解决方案。

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
PSMA靶向CAR-T疗法的神经毒性风险是否与CNS/PNS中PSMA表达有关,以及能否通过NOT门保护表达PSMA的神经细胞?
核心机制
PLP1与PSMA在少突胶质细胞和雪旺细胞共表达;基于LIR-1的NOT门(PSMA | PLP1 Tmod)在PLP1存在时抑制PSMA CAR激活信号,从而保护PLP1阳性神经细胞。
主要证据
体外人iPSC来源少突胶质细胞共培养中,PSMA CAR-T杀伤少突胶质细胞,而PSMA | PLP1 Tmod保护少突胶质细胞;缺失LIR-1 ICD的ΔPLP1构建体无效。小鼠体内,装甲PLP1 CAR-T引起剂量依赖性体重下降、死亡和脑内T细胞浸润,而PLP1 | PLP1 Tmod减轻毒性。
研究意义
研究提示大脑抗原表达是实体瘤免疫治疗的实际风险,并建议PSMA | PLP1 NOT门可作为提高PSMA CAR-T风险-获益比的具体解决方案,在不损害疗效的情况下保护PSMA阳性CNS和PNS组织。

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

鉴定与PSMA共表达的脑内抗原

寻找可作为PSMA NOT门门控抗原的脑内共表达表面蛋白。

分析GTEx和TCGA bulk RNA-Seq、脑细胞类型bulk RNA-Seq、scRNA-Seq及免疫荧光,鉴定PLP1在少突胶质细胞和雪旺细胞中与PSMA共表达。

2

验证PLP1作为Tmod blocker候选

测试FLAG标签插入策略能否使PLP1-FLAG作为blocker抗原抑制PSMA CAR激活。

将FLAG-tag插入PLP1胞外环,在HeLa细胞中与PSMA共表达,并与J591来源PSMA activator及FLAG blocker共转染Jurkat细胞,检测激活和剂量依赖性抑制。

3

筛选PLP1特异性抗体并生成PLP1 CAR和blocker

获得能识别天然PLP1的抗体,并转化为CAR和blocker,验证其对PSMA CAR的抑制。

用野生型BALB/c小鼠神经组织免疫PLP1 KO小鼠,筛选杂交瘤,获得16个scFv转化为PLP1 CAR,并在Jurkat细胞中测试激活和抑制。

4

在原代人T细胞中验证PSMA | PLP1 Tmod选择性

验证PSMA | PLP1 Tmod在原代人T细胞中是否选择性杀伤PSMA(+)PLP1(−)细胞而保留PSMA(+)PLP1(+)细胞。

将J591 PSMA activator和lead blocker候选共转导原代人T细胞,与表达PSMA或PSMA+PLP1的靶细胞共培养,检测细胞毒性和IFN-γ。

5

在iPSC来源少突胶质细胞中验证保护作用

测试PSMA | PLP1 Tmod能否保护表达PSMA和PLP1的人少突胶质细胞免受PSMA CAR-T杀伤。

将iPSC来源少突胶质细胞与PSMA CAR-T、PSMA | PLP1 Tmod或PSMA | ΔPLP1 Tmod共培养,检测杀伤和IFN-γ分泌。

6

构建并验证装甲PSMA | PLP1 Tmod

测试加入di-IL7Rα细胞因子增强模块是否影响PSMA | PLP1 Tmod的选择性和长期扩增。

将组成型激活IL-7受体(di-IL7Rα)与PSMA | PLP1 Tmod共转导,检测选择性杀伤、在有或无IL-2条件下的生长和扩增。

7

在小鼠体内评估CAR-T对脑组织的毒性

测试CAR-T能否进入CNS并引起毒性,以及PLP1 | PLP1 Tmod能否减轻毒性。

将PLP1 CAR-T或装甲PLP1 CAR-T经尾静脉注射入健康NSG B2m小鼠,监测体重、生存、血清IFN-γ和脑组织T细胞浸润;另测试PLP1 | PLP1和PLP1 | ΔPLP1 Tmod。

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
Neon转染系统InvitrogenMPK10096
4D核转染仪Lonza--
BD FACS Canto II流式细胞仪BD--
一步法萤火虫荧光素酶检测系统BPS Biosciences60690-3
Tecan Spark酶标仪Tecan--
PSMA-PE抗体BioLegend342504
小鼠抗FLAG M2单克隆抗体Sigma-Aldrich3165
F(ab’)2-山羊抗小鼠IgG (H+L)交叉吸附二抗,Alexa Fluor 647InvitrogenA21237
纯化抗人PSMA (FOLH1)抗体BioLegend342502
DAPIBD Biosciences564907
固定缓冲液BioLegend420801
BD Phosflow透化/洗涤缓冲液IBD557885
牛血清白蛋白Bioworld40220060-2
X-VIVO 15培养基Lonza--
白介素-2STEMCELL technologies--
TransActMiltenyi--
G-Rex培养板Wilson Wolf--
384孔平底培养板Greiner Bio-One--
ImageXpress Micro共聚焦成像仪Molecule Device Corporation--
ImageXpress Micro4成像仪Molecular Devices--
CBA人IFN-γ检测BD Biosciences--
完全弗氏佐剂Thermo77140
Sigma佐剂系统SigmaS6322
LSRFortessa流式细胞仪BD--
ioOligodendrocyte样细胞bit.bioio10285

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
PLP1-FLAG mRNA滴定和阻断实验
PLP1-FLAG mRNA转染量梯度、PSMA mRNA恒定1000 ng、IC50=75 ng
阅读提示:Methods中Jurkat coculture assays及Figure 2D
原代人T细胞细胞毒性实验
E:T比从1:243到3:1、共培养32小时、IFN-γ检测在E:T=1:1、PSMA | ΔPLP1 Tmod作为对照
阅读提示:Methods中T cell acute cytotoxicity assay及Figure 2F-I
iPSC来源少突胶质细胞共培养
少突胶质细胞2000个/孔、共培养48小时、E:T比从1:243到3:1、PSMA约91000分子/细胞、PLP1约3000分子/细胞
阅读提示:Methods中Oligodendrocytes culturing及Figure 2H、online supplemental figure S3
小鼠体内毒性实验
NSG B2m小鼠5–6周龄雌性、每组n=3或n=4、尾静脉注射、体重每周两次、血清每7天、IFN-γ检测
阅读提示:Methods中In vivo mouse study及Figure 4D-F
PLP1 | PLP1 Tmod体内保护实验
未装甲组n=3、装甲组n=4、PLP1 | ΔPLP1 Tmod作为对照、IFN-γ水平比较
阅读提示:Methods中In vivo mouse study及online supplemental figure S5