TLR9激动剂通过B细胞-CD2共刺激轴增强癌症过继性T细胞疗法

TLR9 Agonists Potentiate Adoptive T-cell Therapy in Cancer through a B-cell-CD2 Costimulatory Axis

作者信息Ayana T Ruffin, Vasili Toliopoulos, Aubrey S Smith, Soundharya Kumaresan, Megan M Wyatt, Meredith Salzinger, Anna C Cole, Megen C Wittling, Rachel L Mason, James H Carmouche 3rd, Mahmoud A Abdelbary, Yuan Liu, Avery D Posey Jr, Gregory B Lesinski, Chrystal M Paulos
PMID42406997
发布时间2026-10
DOI10.1158/0008-5472.CAN-26-0202

实验完整度

高

包含小鼠肿瘤模型、人PBMC、患者肿瘤样本及公共队列分析,并有CD2阻断/激活功能验证和代谢、转录机制验证。

主要模型

Pmel-1 TCR转基因小鼠CD8+ T细胞 B16F10和B16KVP黑色素瘤小鼠模型 人PBMC来源的naïve CD8+ T细胞与CD19+ B细胞共培养 mesothelin靶向CAR T细胞(小鼠和人)

重点核对

CpG-ODN 1668(B类)使用浓度0.5 μg/mL,在Pmel-1脾细胞激活时加入,培养7天 抗CD2抗体克隆RM2-5使用浓度10 μg/mL,与CpG-ODN-1668同时加入并每两天更换 ACT模型中B16F10或B16KVP细胞皮下注射5×10^5细胞/小鼠,T细胞输注前24小时给予5 Gy全身照射,输注3×10^6 Pmel-1 CD8+ T细胞 人naïve CD8+ T细胞与CD19+ B细胞按1:1比例(各50,000细胞)共培养,加入100 IU/mL IL2和CD19/CD3 BiTE Seahorse线粒体压力测试使用oligomycin 1 mmol/L、FCCP 500 nmol/L、antimycin 2 mmol/L和rotenone 2 mmol/L

摘要

过继性T细胞转移(ACT)疗法对部分癌症患者具有治愈潜力。Toll样受体(TLR)激动剂可改善ACT疗法的疗效,阐明其效力背后的机制有助于确定最大化TLR激动剂益处的最佳方式。在本研究中,我们鉴定了一个先天-适应性免疫回路,其中TLR9激活的B细胞通过CD2依赖性共刺激增强CD8+ T细胞的适应性和抗肿瘤活性。在测试的多种TLR激动剂中,B类CpG独特地编程小鼠和人CD8+ T细胞,使其具有优越的效应分化、代谢适应性和抗肿瘤控制能力。破坏CD2信号传导削弱了TLR9激动作用的益处,包括糖酵解能力受损和肿瘤控制减弱。独立地,阻断其他共刺激分子(如CD86、CD80、CD28或诱导性T细胞共刺激分子(ICOS))并未损害CpG调理T细胞的抗肿瘤活性。功能获得实验揭示,CD2刺激重现了TLR9激动作用的效果,增强了肿瘤浸润淋巴细胞和嵌合抗原受体(CAR)T细胞的效应功能。与这些发现一致,人类肿瘤中CD2表达升高与多个癌症患者队列的总生存期改善相关,强调了这一信号线索的临床重要性。总之,这些数据揭示了一个非经典的B细胞-CD2共刺激轴,TLR9激动剂通过该轴增强ACT,揭示了一条可靶向的途径以克服实体瘤细胞治疗的耐药性。

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
TLR9激动剂如何通过B细胞与CD8+ T细胞的相互作用增强过继性T细胞疗法的抗肿瘤效果,以及其中关键的共刺激分子是什么。
核心机制
TLR9激活的B细胞通过CD2-CD48(小鼠)/CD58(人)共刺激轴与CD8+ T细胞相互作用,CD2信号传导增强CD8+ T细胞的效应分化、代谢适应性(糖酵解和脂肪酸利用)和抗肿瘤细胞毒性,且不依赖CD28、CD80、CD86或ICOS等经典共刺激通路。
主要证据
在小鼠Pmel-1 ACT模型中,B类CpG独特增强CD8+ T细胞抗肿瘤活性;CD2阻断取消肿瘤消退并损害代谢和转录程序;CD2刺激增强TIL和CAR T细胞杀伤;人PBMC共培养显示TLR9激活B细胞通过CD2增强CD8+ T细胞分化和细胞毒性;公共队列分析显示CD2表达与免疫治疗响应和生存期相关。
研究意义
揭示了一种非经典的B细胞-CD2共刺激轴,为利用TLR9激动剂和CD2信号改善实体瘤过继性T细胞疗法和CAR T细胞疗法提供了可靶向的途径,并提示CD2表达可能作为免疫治疗反应的生物标志物。

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

比较不同CpG亚类对CD8+ T细胞抗肿瘤活性的影响

确定CpG B是否独特地增强CD8+ T细胞的效应分化和抗肿瘤功能

Pmel-1脾细胞用gp100肽和IL2激活,分别加入CpG A、B、C或对照,培养7天后检测表型,并进行ACT实验评估肿瘤消退和生存。

2

验证CD2在CpG B调理CD8+ T细胞中的必要性

检验CD2信号是否介导CpG B对CD8+ T细胞的重编程和抗肿瘤效果

在CpG B培养中加入抗CD2或抗CD40L阻断抗体,检测CD25/ICOS表达,并进行ACT实验评估肿瘤生长和生存,同时检测细胞因子分泌。

3

评估其他TLR激动剂对CD2表达和B/T细胞活化的影响

确定TLR9激动剂是否独特地上调CD8+ T细胞CD2表达

Pmel-1脾细胞用gp100和IL2激活,加入TLR1-9激动剂,7天后检测CD8+ T细胞CD2、ICOS、CD25、PD-1、CD5表达,3天后检测B细胞CD48和GL7+CD38+表型。

4

人源B细胞-CD8+ T细胞共培养验证CD2轴保守性

检验TLR9激活的人B细胞是否通过CD2增强人CD8+ T细胞的分化和细胞毒性

人naïve CD8+ T细胞与CD19+ B细胞按1:1共培养,加入CD19/CD3 BiTE、IL2和TLR激动剂,5天后检测CD2、分化标志、颗粒酶B、穿孔素和抑制性受体。

5

分析CD2对CD8+ T细胞代谢程序的影响

确定CD2信号如何塑造CpG调理CD8+ T细胞的代谢特征

对CpG B±抗CD2处理的Pmel-1培养物进行bulk RNA-seq、SCENITH、BODIPY-C12摄取、TMRM/MitoSOX染色和Seahorse分析。

6

验证CD2信号对转录因子程序的调控

确定CD2信号是否影响CD8+ T细胞命运决定相关转录因子的表达

分析bulk RNA-seq中转录因子表达,并用流式细胞术验证TOX、EOMES和FOXO1蛋白水平。

7

测试CD2共刺激对TIL和CAR T细胞杀伤能力的影响

检验增强CD2信号是否能提高T细胞产品的肿瘤裂解能力

Pmel-1 CD8+ T细胞用CD3/CD28或CD3/CD28/CD2抗体激活,进行xCELLigence阻抗杀伤实验;人CD8+ T细胞用CD3/CD28或CD3/CD28/CD2激活后转导meso-CAR,测试对M108细胞的杀伤;小鼠meso-CAR T细胞含4-1BB、CD28或CD2共刺激域,测试对MT5细胞的杀伤。

8

分析CD2表达与人类肿瘤免疫治疗响应和生存的相关性

评估CD2表达在人类癌症中的临床意义

分析公共单细胞RNA-seq和bulk RNA-seq数据集,比较免疫治疗响应者与非响应者的CD2表达,并用TCGA队列分析CD2/CD58签名与生存的关系。

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
CpG寡脱氧核苷酸1668InvivoGentlrl-1668
CpG寡脱氧核苷酸1585InvivoGentlrl-1585
CpG寡脱氧核苷酸2395InvivoGentlrl-2395
抗CD2抗体克隆RM2-5Thermo Fisher Scientific14-0029-82
ImmunoCult小鼠T细胞激活剂试剂盒STEMCELL Technologies--
MACS人肿瘤解离试剂盒Miltenyi Biotec130-095-929
EasySep人naïve CD8+ T细胞分离试剂盒STEMCELL Technologies--
EasySep人B细胞分离试剂盒STEMCELL Technologies--
EasySep人CD8+ T细胞分离试剂盒STEMCELL Technologies--
ImmunoCult人CD3/CD28 T细胞激活剂STEMCELL Technologies--
ImmunoCult人CD3/CD28/CD2 T细胞激活剂STEMCELL Technologies--
CD3/CD28 DynabeadsThermo Fisher Scientific--
小鼠TLR1-9激动剂试剂盒InvivoGentlrl-kit1mw
MILLIPLEX小鼠细胞因子/趋化因子磁珠面板MilliporeSigmaMCYT1-190 K
MitoSOX红色线粒体超氧化物指示剂Thermo Fisher Scientific--
四甲基罗丹明甲酯Thermo Fisher Scientific--
抗嘌呤霉素Alexa Fluor 488抗体Millipore Sigma--
FOXP3固定和透化缓冲液eBioscience--
Lonza MycoAlert检测试剂盒Lonza--
Seahorse XF试剂Agilent--
FOXP3固定和透化缓冲液BioLegend--

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
小鼠ACT模型
肿瘤细胞系(B16F10或B16KVP)、注射细胞数5×10^5/小鼠、皮下注射体积100 μL、T细胞输注前24小时5 Gy全身照射、输注T细胞数3×10^6、每组小鼠数10只(B16KVP为5只)
阅读提示:Methods 'ACT protocol'及Figure 1E、2F-H图注
Pmel-1 T细胞培养与CpG处理
脾细胞接种密度1e6/mL、hgp100肽1 μmol/L、CpG-ODN浓度0.5 μg/mL、IL2 100 IU/mL、培养7天、第3天半量换液
阅读提示:Methods 'Pmel-1 culture'
CD2阻断实验
抗CD2抗体克隆RM2-5浓度10 μg/mL、与CpG-ODN-1668同时加入、从第3天起每两天更换
阅读提示:Methods 'Pmel-1 culture'及Figure 2D图注
人B-CD8+ T细胞共培养
CD8+ T细胞与B细胞比例1:1(各50,000细胞/孔)、IL2 100 IU/mL、CD19/CD3 BiTE浓度(文中未明确说明)、TLR激动剂浓度范围、培养5天
阅读提示:Methods 'Human naïve CD8 and B-cell in vitro coculture'及Figure 4A图注
SCENITH代谢分析
2DG终浓度100 mmol/L、oligomycin终浓度1 mmol/L、puromycin 10 μmol/L、处理时间30分钟、每组生物学重复
阅读提示:Methods 'Single-cell energetic metabolism by profiling translation inhibition assay'
Seahorse线粒体压力测试
oligomycin 1 mmol/L、FCCP 500 nmol/L、antimycin 2 mmol/L、rotenone 2 mmol/L、使用day 7激活的Pmel-1细胞
阅读提示:Methods 'Seahorse assay'及Figure 5J图注
CAR T细胞杀伤实验
T细胞激活时间48小时、CAR转导方法、xCELLigence共培养3天、独立重复次数(3-4次)
阅读提示:Methods 'Human CD8+ T-cell activation and CAR T production'、'xCELLigence impedance assay'及Figure 7图注
公共队列分析
数据集来源(Huuhtanen等、GSE91061、PRJEB23709、BRCA_MEDI4736、NSCLC_GSE126044、TCGA)、CD2表达分层方法(中位数)
阅读提示:Results 'CD2 expression on TILs correlates with outcomes in human patients with solid tumors'及Figure 8图注