Ponatinib抑制LCK和PI3K信号并促进CD8+ T干细胞记忆细胞发育

Ponatinib inhibits LCK and PI3K signaling and promotes CD8+ T stem cell memory cell development.

作者信息Yuki Okuhiro, Sachiko Ito, Keisuke Watanabe, Yue Yan, Kazuhiro Kumagai, Takahiko Sato, Yasuhiro Kojima, Yuki Fujioka, Naoto Takahashi, Hitoshi Kiyoi, Yuka Maeda, Takuma Kato, Hiroyoshi Nishikawa
PMID41946709
发布时间2026-04-07
DOI10.1038/s41467-026-71375-2

实验完整度

高

涵盖人PBMC、小鼠模型、患者样本及组学数据,含功能与机制验证

主要模型

人外周血单核细胞(PBMC)及纯化的CD8+ T细胞和Treg细胞 小鼠脾脏来源的CD3+ T细胞及纯化的naive CD8+ T细胞 MC38和B16F10小鼠肿瘤模型 CML患者PBMC样本

重点核对

人CD8+ T细胞和Treg细胞在抗CD3/CD28刺激下使用50 nM ponatinib处理4天,检测增殖和凋亡 小鼠CD3+ T细胞在抗CD3/CD28刺激下使用10 nM ponatinib处理48小时 MC38或B16F10荷瘤小鼠口服ponatinib 3 mg/kg每日一次连续14天 CD8+ T细胞清除使用anti-CD8β mAb 100 μg/只腹腔注射 PK模拟实验中ponatinib初始80 nM逐步降至50 nM,每日重复5天

摘要

CD8+ T干细胞记忆(TSCM)细胞在癌症免疫治疗中显示出临床前景,但临床环境中TSCM细胞的生成需要进一步优化。Ponatinib是一种酪氨酸激酶抑制剂,主要靶向BCR-ABL1,用于治疗慢性髓性白血病。本文研究ponatinib对T细胞活化和分化的影响。作为脱靶效应,ponatinib抑制LCK和PI3K信号,增强TCF7和FOXO1的转录功能,从而促进CD8+ TSCM细胞分化。机制上,稳定持续而非间歇性抑制LCK和PI3K通路对于CD8+ TSCM细胞诱导至关重要。在小鼠肿瘤模型中,ponatinib单独治疗以及与PD-1阻断联合治疗均显示出抗肿瘤疗效。此外,ponatinib通过减少CAR T细胞耗竭增加嵌合抗原受体(CAR)TSCM细胞,从而产生持久的抗肿瘤疗效。因此,我们的结果提示ponatinib作为治疗性免疫调节剂,诱导TSCM细胞以改善抗肿瘤T细胞活性。

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
Ponatinib是否通过脱靶效应调节T细胞活化和分化,从而促进CD8+ TSCM细胞生成并增强抗肿瘤免疫?
核心机制
Ponatinib稳定持续抑制LCK,减弱Src家族对CD28的磷酸化,进而抑制下游PI3K–AKT通路,增强TCF7和FOXO1转录功能,促进CD8+ TSCM细胞分化。
主要证据
人和小鼠CD8+ T细胞体外实验显示ponatinib增加TSCM细胞并抑制LCK/AKT磷酸化;RNA-seq和Seahorse分析揭示代谢重编程;小鼠肿瘤模型证明抗肿瘤疗效依赖CD8+ T细胞;CAR-T细胞scRNA-seq显示TSCM cluster出现;CML患者PBMC中ponatinib组TSCM细胞增加。
研究意义
本研究提示ponatinib作为免疫调节剂可诱导TSCM细胞,改善免疫检查点阻断和CAR-T细胞疗法效果,为分子靶向药物的免疫调节应用提供框架。

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

Ponatinib对人和小鼠T细胞亚群的直接影响

验证ponatinib是否直接影响CD8+ T细胞和Treg细胞的增殖、活化和分化

人PBMC或纯化的CD8+ T细胞和Treg细胞经抗CD3/CD28刺激,加入梯度浓度ponatinib,检测增殖、凋亡和表型;小鼠CD3+ T细胞经抗CD3/CD28刺激并加入ponatinib,流式检测表型。

2

Ponatinib促进TSCM细胞生成的细胞学分析

确定ponatinib是否促进TSCM细胞生成及其细胞来源

分选naive和TEM CD8+ T细胞进行细胞分裂实验,流式检测各分裂阶段TSCM表型;RNA-seq分析naive CD8+ T细胞转录组变化。

3

Ponatinib在小鼠肿瘤模型中的抗肿瘤疗效及免疫依赖

评估ponatinib体内抗肿瘤效果并确定依赖的免疫细胞亚群

MC38或B16F10荷瘤小鼠口服ponatinib,联合anti-PD-1 mAb;利用RAG2 KO、nude、CD4+或CD8+ T细胞清除及Foxp3-DTR小鼠验证免疫依赖性。

4

Ponatinib对肿瘤微环境中TSCM细胞和抗原特异性CD8+ T细胞的影响

验证ponatinib是否在TME中增加TSCM细胞并促进抗原特异性CD8+ T细胞应答

MC38或MC38-OVA荷瘤小鼠经ponatinib治疗,第8天或晚期收集TIL,流式检测TSCM细胞、Tcf1、Bcl-2、Eomes/T-bet比值、Tox及细胞因子产生;OVA dextramer检测抗原特异性TSCM和效应细胞。

5

Ponatinib增强过继性细胞转移和CAR-T细胞疗效

验证ponatinib是否通过增加TSCM细胞增强ACT和CAR-T细胞疗法效果

OT-I CD8+ T细胞在ponatinib存在下激活后转移至B16F10-SIINFEKL荷瘤小鼠,或小鼠接受全身ponatinib治疗;人CD19 CAR-T细胞在ponatinib存在下生成,检测表型和抗肿瘤功能。

6

Ponatinib抑制LCK–PI3K–AKT通路并调节代谢

阐明ponatinib诱导TSCM细胞的分子机制

Western blot和phospho-flow检测人及小鼠CD8+ T细胞中LCK、AKT、ERK等磷酸化;免疫荧光检测pSrc与CD28共定位;Seahorse分析OCR和ECAR;使用LCK抑制剂、Src家族激活剂、AKT激活剂及组成型活性LCK/AKT进行干预。

7

稳定持续抑制与间歇抑制的PK模拟比较

验证稳定持续而非间歇性激酶抑制是TSCM细胞诱导的关键

人CD8+ T细胞在模拟ponatinib或dasatinib体内PK的浓度方案下培养5天,检测p-LCK、p-AKT和TSCM细胞;小鼠肿瘤模型比较ponatinib、连续dasatinib和脉冲dasatinib的疗效及TSCM诱导。

8

CML患者中ponatinib对TSCM细胞的影响

验证ponatinib是否在临床患者中增加TSCM细胞

收集接受imatinib、dasatinib或ponatinib治疗并达到深度分子学反应的CML患者PBMC,在谷浓度时流式检测TSCM和Treg细胞。

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Fujifilm Wako Pure Chemical Corporation189-02025
DMEM培养基Fujifilm Wako Pure Chemical Corporation044-29765
胎牛血清Merck--
L-谷氨酰胺Thermo Fisher Scientific25030-081
Dynabeads人T细胞激活剂CD3/CD28Thermo Fisher Scientific11131D
重组人IL-2Roche10799068001
重组小鼠IL-2R&D System402-ML
重组人IL-7R&D System207-IL
重组人IL-15R&D System247-ILB
PonatinibSelleck ChemicalsS1490
ImatinibSelleck ChemicalsS2475
DasatinibSelleck ChemicalsS1021
LCK抑制剂RK 24466Selleck ChemicalsS0020
AKT激活剂SC79Selleck ChemicalsS7863
Src家族激活剂YEEI磷酸肽Santa Cruz Biotechnologysc-3052
PonatinibMedChemExpressHY-12047
DasatinibMedChemExpressHY-10181
2-羟丙基-β-环糊精FUJIFILM Wako Pure Chemical324-84233
CellTrace CFSEThermo Fisher Scientific34554
Foxp3/转录因子染色缓冲液套装Thermo Fisher Scientific00-5523-00
MHC Dextramer H-2Kb/SIINFEKL/PEImmuDEXJDO2163
CountBright绝对计数微球InvitrogenC36950
CD8磁珠Miltenyi Biotec130-045-201
CD4+CD25+调节性T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-091-301
EasySep小鼠T细胞分离试剂盒STEMCELL Technologies19851
MojoSort小鼠CD8初始T细胞分离试剂盒BioLegend480044
EasySep人T细胞分离试剂盒STEMCELL Technologies17951
BD Cytofix/Cytoperm固定/透化溶液试剂盒BD Biosciences554714
BD Phosflow固定缓冲液IBD Biosciences557870
BD Phosflow透化缓冲液IBD Biosciences557885
RNeasy Plus微量试剂盒Qiagen74034
Chromium Next GEM单细胞3′试剂盒v3.110x GenomicsPN-1000268
细胞计数试剂盒-8Dojindo341-07761
D-荧光素PromegaE1605
白喉毒素FUJIFILM Wako Pure Chemical048-34371
抗小鼠PD-1单克隆抗体(克隆RMPI-14)BioLegend114101
抗小鼠CD4单克隆抗体(克隆GK1.5)BioXCellBE0003-1
抗小鼠CD8β单克隆抗体(克隆53–5.8)BioXCellBE0223
2×Laemmli上样缓冲液Bio-Rad Laboratories1610737
LuminoGraph I成像仪ATTO CorporationWSE-6100H
FACSymphony A3流式细胞仪BD Biosciences--
FACSDiscover S8细胞分选仪BD Biosciences--
Zeiss LSM 880显微镜Zeiss--
Seahorse生物科学分析仪XFe96Agilent--
肿瘤和组织解离试剂BD Biosciences661563

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
人T细胞体外实验
ponatinib浓度(50 nM)、处理时间(4天或9天)、抗CD3/CD28刺激比例(1:1细胞与磁珠比)、IL-2浓度(30 U/mL或300 U/mL)
阅读提示:Methods 'Culture of human PBMCs and T cells'及Fig. 1图注
小鼠T细胞体外实验
ponatinib浓度(10 nM)、处理时间(48小时或2小时)、抗CD3/CD28刺激条件、IL-2浓度30 U/mL
阅读提示:Methods 'Culture of mouse T cells'及Fig. 2图注
小鼠肿瘤模型
肿瘤细胞接种数量(1×10^6)、ponatinib剂量(3 mg/kg每日一次连续14天)、给药开始时间(Day 3)、anti-PD-1 mAb剂量(200 μg/只)及给药日程
阅读提示:Methods 'Animal models'及Fig. 3图注
过继性细胞转移
OT-I CD8+ T细胞转移数量(1×10^6)、ponatinib体外处理浓度(10 nM)、环磷酰胺预处理剂量(100 mg/kg)、转移时间(Day 9)
阅读提示:Methods 'Adoptive cell transfer'及Fig. 5图注
CAR-T细胞生成
ponatinib浓度(100 nM)、CAR转导条件、IL-7和IL-15浓度(10 ng/mL)、第8天分析
阅读提示:Methods 'Generation of Human CAR-T cells'及Fig. 7图注
PK模拟实验
ponatinib和dasatinib的起始浓度及逐步稀释方案、每日重复5天、LCK和AKT磷酸化检测时间点
阅读提示:Methods 'PK-mimicking in vitro culture'及Fig. 9图注
CML患者样本分析
患者样本量(imatinib n=6,dasatinib n=4,ponatinib n=5)、谷浓度采样、TSCM和Treg细胞流式标记
阅读提示:Methods 'Patients and samples'及Fig. 10图注