PTPN22作为新型治疗靶点:NK细胞治疗的关键细胞内检查点

PTPN22 as a novel therapeutic target: a key intracellular checkpoint for NK cell therapy

作者信息Tung Nguyen Thanh Uong, Meesun Yoon, Nhat Phuoc Nguong Minh Nguyen, Mijeong Lee, Seung Kwon Koh, Jae-Uk Jeong, Yong-Hyub Kim, Duck Cho
PMID42823085
发布时间2026-10-01
DOI10.1136/jitc-2026-016896

实验完整度

高

包含scRNA-seq/TCGA队列分析、NK92、原代NK、多种CAR-NK体外功能验证及NSG小鼠Nalm6异种移植体内验证,并有STAT3/FAS机制验证。

主要模型

NK92细胞系 原代人类NK细胞 抗CD19/CAR-NK92细胞与抗MSLN/CAR-IL-15-NK92细胞 NSG小鼠Nalm6-Luc白血病异种移植模型

重点核对

CRISPR/Cas9 RNP敲除PTPN22后Western blot验证编辑效率(sgRNA1、sgRNA2、sgRNA3) PTPN22-IN-1使用浓度10 µM、LTV-1使用20 µM处理24小时 PTPN22KO NK92细胞毒性与IFN-γ分泌检测(E:T 1:1和5:1) NSG小鼠静脉注射1×10^5 Nalm6-Luc细胞后3天给予5×10^6或1×10^7 CAR-NK92细胞并联合25,000 U hIL-2 炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6、TGF-β等10 ng/mL处理24小时后检测细胞毒性与pSTAT3/FAS

摘要

背景:PTPN22是蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)家族成员,近期被发现在适应性免疫细胞中作为细胞内调节因子发挥作用。然而,尽管PTPN22在固有免疫细胞中高表达,其在自然杀伤(NK)细胞中的功能仍不清楚。方法:我们分析了单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据集和癌症基因组图谱(TCGA),以评估NK细胞中PTPN22的表达及其与临床结局的关联。我们建立了CRISPR介导的PTPN22敲除平台用于NK细胞基因编辑,并通过遗传缺失和药理学抑制在多种NK细胞平台中评估PTPN22功能。针对血液系统肿瘤和实体瘤靶点(包括CD19+和间皮素阳性(MSLN+)癌细胞)评估了细胞毒性和细胞因子产生。在Nalm6异种移植模型中测试了PTPN22敲除(PTPN22KO)抗CD19/CAR-NK92细胞。结果:已发表的scRNA-seq数据集显示PTPN22在肿瘤浸润NK细胞中高表达。PTPN22高表达NK细胞在炎症和免疫抑制性肿瘤微环境(TME)中表现出应激和功能障碍特征,TCGA中PTPN22表达升高与患者生存较差相关。PTPN22的遗传缺失或药理学抑制增强了NK细胞细胞毒性和促炎细胞因子释放,并改善了嵌合抗原受体(CAR)-NK细胞对CD19+和MSLN+靶点的抗肿瘤活性。PTPN22KO在基于细胞因子的TME样条件下保留了CAR-NK细胞功能,并在长期肿瘤暴露期间改善了原代抗CD19 CAR-NK细胞的功能持久性。PTPN22KO NK和CAR-NK细胞在炎症条件下显示信号转导和转录激活因子3(STAT3)磷酸化增加或保留,以及FAS表达降低。值得注意的是,PTPN22KO抗CD19/CAR-NK92细胞在体内表现出优越的抗白血病活性,并显著延长了生存期,优于非敲除对照。结论:这些发现确定了PTPN22作为一种限制NK和CAR-NK细胞功能的新型细胞内检查点。靶向删除PTPN22代表了一种有前景的策略,可增强未经修饰和CAR工程化NK细胞在癌症免疫治疗中的疗效和持久性。

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
PTPN22在人类NK细胞中是否作为细胞内检查点调控NK和CAR-NK细胞功能,尤其是在炎症性肿瘤微环境条件下。
核心机制
PTPN22缺失与STAT3磷酸化保留及FAS表达降低相关,从而减轻炎症诱导的NK/CAR-NK细胞功能障碍和FAS介导的凋亡易感性。
主要证据
scRNA-seq与TCGA数据提示PTPN22高表达NK细胞处于功能障碍状态且与不良生存相关;在NK92、原代NK及抗CD19/抗MSLN CAR-NK平台中,CRISPR敲除或药物抑制PTPN22增强细胞毒性、脱颗粒和促炎细胞因子释放,并在Nalm6异种移植模型中改善肿瘤控制与生存。
研究意义
研究提出PTPN22是可靶向的细胞内检查点,靶向删除PTPN22有望增强NK和CAR-NK细胞疗法的效力与持久性,为克服炎症和免疫抑制性肿瘤微环境提供基因编辑策略。

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

生物信息学分析与临床关联评估

评估PTPN22在NK细胞中的表达及其与临床结局和TME特征的关联。

分析已发表scRNA-seq数据集和TCGA泛癌数据,评估PTPN22在肿瘤浸润NK细胞中的表达、与生存的关联、免疫检查点相关性及通路富集。

2

PTPN22药理学抑制与NK92功能验证

验证PTPN22酶活性抑制是否增强NK92抗肿瘤功能。

使用PTPN22-IN-1和LTV-1处理NK92细胞,检测对血液和实体肿瘤细胞系的细胞毒性及IFN-γ分泌。

3

CRISPR/Cas9介导PTPN22敲除与NK92功能验证

通过遗传缺失特异性验证PTPN22对NK92细胞功能的影响。

使用非病毒CRISPR/Cas9 RNP编辑敲除PTPN22,Western blot验证编辑效率,检测NK92细胞毒性、增殖和细胞因子分泌。

4

CAR-NK细胞构建与PTPN22功能验证

评估PTPN22抑制或敲除对CAR-NK细胞抗血液肿瘤和实体瘤功能的影响。

构建抗CD19/CAR-NK92和抗MSLN/CAR-IL-15-NK92细胞,结合PTPN22-IN-1、LTV-1或CRISPR敲除,检测细胞毒性、细胞因子释放和再挑战杀伤能力。

5

体内抗白血病疗效评估

评估PTPN22KO抗CD19/CAR-NK92细胞在Nalm6白血病模型中的体内抗肿瘤活性和生存获益。

NSG小鼠静脉注射Nalm6-Luc细胞,随后给予低剂量或高剂量PTPN22KO或Cas9对照抗CD19/CAR-NK92细胞,通过生物发光成像和生存分析评估疗效。

6

机制验证:STAT3与FAS信号

探究PTPN22缺失增强NK/CAR-NK细胞功能是否与STAT3磷酸化和FAS表达相关。

检测PTPN22KO或抑制后NK92和CAR-NK92细胞的pSTAT3、pSTAT5、pERK水平,进行RNA-seq通路分析,在炎症因子条件下检测pSTAT3、FAS表达、Annexin V及FASKO/PTPN22KOFASKO功能。

7

原代NK与CAR-NK细胞功能验证

在临床相关原代人类NK细胞中验证PTPN22靶向的功能效应及持久性。

从健康供者PBMC分离NK细胞,使用IL-2/IL-15或K562 feeder细胞扩增,进行PTPN22-IN-1处理或CRISPR敲除,检测细胞毒性、脱颗粒、细胞因子释放,并同时进行抗CD19 CAR转导和PTPN22敲除双编辑。

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
Lymphoprep分离液Axis-Shield--
磷酸盐缓冲液WelGENE--
NK细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec--
重组人IL-2PeproTech--
重组人IL-15PeproTech--
RPMI-1640培养基----
PTPN22 sgRNA1Synthego--
PTPN22 sgRNA2Synthego--
sgRNA3和tracrRNAIntegrated DNA Technologies--
阴性对照scrambled #1Synthego--
Lonza 4D核转染X单元Lonza--
pCDH-MSCV载体System Bioscience--
Lipofectamine 2000Invitrogen--
慢病毒浓缩试剂Lugen SciLGV-1021B
RetronectinTakara--
Vectorfusin-1Miltenyi Biotec--
D-荧光素PerkinElmer--
NightOwl成像系统Berthold Technologies--
PTPN22-IN-1----
LTV-1----
Stattic----
GraphPad Prism V.9GraphPad 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
PTPN22药理学抑制
PTPN22-IN-1使用浓度10 µM、LTV-1使用20 µM,处理24小时,对照为DMSO
阅读提示:Methods中PTPN22抑制相关描述及图2、补充图S3
CRISPR/Cas9 PTPN22敲除
sgRNA1序列AAGGCAATCTACCAAGTACA、sgRNA2序列GGTTTTGTCTGCCTTGTACT、sgRNA3序列GGATGTACGTTGTTACCAAG,电穿孔程序CM137和CA137,1×10^6 NK细胞,72小时后Western blot验证
阅读提示:Methods中CRISPR/Cas9-mediated knockout小节及补充表S1
原代NK细胞扩增与转导
PBMC与100 Gy照射K562 feeder细胞按2:1比例共培养,第5天慢病毒转导并含20 µg/mL Retronectin和10 µg/mL Vectorfusin-1,培养基含rhIL-2 200 IU/mL和rhIL-15 5 ng/mL
阅读提示:Methods中Transduction of primary NK cells小节及图7A
体内Nalm6白血病模型
6–12周龄雌性NSG小鼠,1×10^5 Nalm6-Luc细胞静脉注射,3天后给予5×10^6或1×10^7 CAR-NK92细胞,联合25,000 U hIL-2,对照为1×PBS,高剂量组样本量PBS n=2、Cas9 n=7、PTPN22KO n=8
阅读提示:Methods中Mouse acute lymphoblastic leukemia model小节及图4A
炎症因子条件处理
TNF-α、IL-1β、IL-6、TGF-β等炎症因子使用10 ng/mL处理24小时,且在无IL-2条件下
阅读提示:Results中PTPN22 is an intracellular checkpoint小节及图5F–K、补充图S10