CD19和CD1d双重靶向增强CAR19-iNKT细胞的抗淋巴瘤活性

Enhanced Anti-lymphoma Activity of CAR19-iNKT Cells Underpinned by Dual CD19 and CD1d Targeting.

作者信息Antonia Rotolo, Valentina S Caputo, Monika Holubova, Nicoleta Baxan, Olivier Dubois, Mohammed Suhail Chaudhry, Xiaolin Xiao, Katerina Goudevenou, David S Pitcher, Kyriaki Petevi, Carolina Kachramanoglou, Sandra Iles, Kikkeri Naresh, John Maher, Anastasios Karadimitris
PMID30300581
发布时间2018-10
DOI10.1016/j.ccell.2018.08.017

实验完整度

高

涵盖细胞系杀伤、原代患者淋巴瘤细胞、NSG小鼠异种移植体内模型及ChIP表观遗传机制验证

主要模型

CD1d/CD19表达修饰的K562和C1R-CD1d细胞系 原代MCL、MZL和CLL患者淋巴瘤细胞 NSG小鼠系统性C1R-CD1d异种移植模型

重点核对

CAR19-iNKT与CAR19-T细胞在相同供者来源下的体外杀伤和增殖比较 αGalCer预处理(100 ng/mL)对CD1d依赖性杀伤的影响 NSG小鼠静脉接种5×10^6荧光素酶标记C1R-CD1d细胞后单次输注10^7效应细胞 ATRA(10^-6 M)和GSK343(10^-6 M)处理对CD1D表达及杀伤的影响 体内生物发光成像监测及总体生存和无瘤生存终点

摘要

Rotolo等人表明,抗CD19嵌合抗原受体(CAR19)工程化的CD1d限制性恒定自然杀伤T细胞(iNKT)对表达CD1d的淋巴瘤(包括脑内淋巴瘤)比CAR19-T细胞更有效。CD1d表达的转录去抑制进一步增强CAR19-iNKT细胞的抗肿瘤疗效。

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
将CAR19工程化引入CD1d限制性iNKT细胞能否通过CD19和CD1d双重靶向增强抗淋巴瘤活性。
核心机制
CAR19-iNKT细胞通过CAR19-CD19与iTCR-CD1d的协同激活发挥作用,αGalCer可进一步增强CD1d依赖性激活;ATRA通过解除RARα/EZH2对CD1D的转录抑制上调CD1d表达。
主要证据
体外杀伤实验显示CAR19-iNKT细胞对CD1d+CD19+靶细胞和原代MZL/MCL/CLL细胞杀伤优于CAR19-T细胞;NSG小鼠体内单次输注CAR19-iNKT细胞显著改善总体和无瘤生存并清除脑部淋巴瘤;ChIP和ChIP-re-ChIP显示CD1D启动子双价组蛋白修饰及RARα与EZH2结合。
研究意义
iNKT细胞是CAR免疫治疗淋巴瘤及可能其他CD1d表达癌症的高效平台,且同种异体iNKT细胞不诱发aGVHD,支持现货型通用应用。

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

优化CAR19-iNKT细胞转导与扩增方案

确定高效慢病毒CAR19转导和iNKT细胞扩增的最佳条件。

比较预先分选后转导与扩增后转导、anti-CD3/CD28刺激与CD1d表达APC加αGalCer刺激、IL-15与IL-2等条件,最终采用预先分选iNKT细胞在自体APC和IL-15存在下经CD3/CD28激活后转导的protocol 4。

2

验证CAR19-iNKT细胞对CD1d/CD19双阳性靶细胞的协同杀伤

检验CD1d和CD19双靶向是否协同增强iNKT细胞杀伤。

以表达CD1d和/或CD19的K562细胞为靶细胞,比较CAR19-iNKT细胞杀伤,并在αGalCer预处理下检测CD1d依赖性增强。

3

比较CAR19-iNKT与CAR19-T细胞对B细胞系和原代淋巴瘤细胞的反应

评估CAR19-iNKT细胞短期和长期体外反应是否优于CAR19-T细胞。

比较二代和三代CAR19-iNKT与CAR19-T细胞的扩增、实时增殖和杀伤,靶细胞包括C1R-CD1d、Farage及原代MCL/MZL淋巴瘤细胞。

4

解析CD1D转录和表观遗传调控

明确CLL和U266细胞中CD1D低表达的表观遗传机制及ATRA/EZH2抑制剂的调控作用。

用ATRA和GSK343处理CLL和U266细胞,检测CD1D mRNA和CD1d表面表达;用ChIP和ChIP-re-ChIP检测H3K4me3、H3K27me3、RNA Pol II、RARα和EZH2在CD1D启动子的富集。

5

评估CAR19-iNKT细胞体内抗淋巴瘤和脑部病灶清除效果

比较CAR19-iNKT与CAR19-T细胞在系统性CD1d+CD19+淋巴瘤模型中的疗效。

NSG小鼠静脉接种荧光素酶标记C1R-CD1d细胞,随机分组后单次静脉输注效应细胞,连续BLI监测肿瘤负荷、总体生存和无瘤生存,并结合MRI/MRS和组织学评估脑部病灶。

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
人iNKT细胞免疫磁珠Miltenyi Biotec130-094-842
人CD34超纯磁珠试剂盒Miltenyi Biotec130-100-453
人T细胞激活CD3/CD28 DynabeadsGibco11131D
人IL-15Miltenyi Biotec130-095-765
人IL-2Miltenyi Biotec130-097-745
α-半乳糖神经酰胺BioVision2152 250
全反式维甲酸Sigma-Aldrich2625
GSK343Sigma-AldrichSML0766
聚凝胺Sigma-AldrichH9268
CellTrace紫色荧光染料InvitrogenC34571
DAPIInvitrogenD3571
D-荧光素GoldbioLUCK-1G
异氟烷Zoetis UKVm 42058/4195
钆布醇BayerPL 00010/0535
ProcartaPlex人细胞因子检测试剂盒InvitrogenEPX250-12166-901
NucleoSpin RNA提取试剂盒Macherey Nagel740955
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo Fisher ScientificK1621
Taqman基因表达预混液及检测试剂Applied Biosystems4369016

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
CAR19-iNKT细胞制备
转导时机(预先分选后转导)、IL-15浓度与添加时间(30 IU/ml起始、12小时后150 IU/ml)、MOI 2-5、polybrene 4 μg/ml、CD3/CD28磁珠1:1与辐照自体APC 1:1共培养
阅读提示:Methods中Generation of CAR19-iNKT Cells as per Protocol 4及Figure 1A、Figure S1
体外杀伤实验
效靶比、孵育3小时、αGalCer 100 ng/mL预处理4小时、靶细胞类型(K562衍生物、C1R-CD1d、Farage、原代MCL/MZL)
阅读提示:Methods中Cytotoxicity Assays及Figure 2、Figure 3图注
体内异种移植模型
NSG小鼠6周龄、5×10^6 C1R-CD1d细胞尾静脉接种、第11天单次输注10^7效应细胞、随机化依据连续两次BLI信号、BLI监测至第90天、D-luciferin 150 mg/kg
阅读提示:Methods中Systemic Xenograft Tumor Model及Figure 5A图注
CD1D表观遗传调控实验
ATRA 10^-6 M、GSK343 10^-6 M、DMSO对照浓度、处理时间0-96小时、U266与CLL细胞
阅读提示:Methods中Pharmacologic Agents及Figure 4图注
RNA-seq分析
CAR19-iNKT与CAR19-T细胞来源供者、测序平台与读长、比对和归一化软件版本
阅读提示:Methods中RNA-sequencing and Analysis及Figure S6