EZH1/EZH2抑制增强过继性T细胞免疫治疗对多种癌症模型的疗效

EZH1/EZH2 inhibition enhances adoptive T cell immunotherapy against multiple cancer models.

作者信息Patrizia Porazzi, Siena Nason, Ziqi Yang, Alberto Carturan, Guido Ghilardi, Puneeth Guruprasad, Ruchi P Patel, Melody Tan, Anushka Anant Padmanabhan, Jean Lemoine, Eugenio Fardella, Yunlin Zhang, Raymone Pajarillo, Linhui Chen, Ositadimma Ugwuanyi, Kelly Markowitz, Devora Delman, Mathew G Angelos, Olga Shestova, Yusuke Isshiki, Tatiana Blanchard, Wendy Béguelin, Ari M Melnick, Gerald P Linette, Gregory L Beatty, Beatriz M Carreno, Ivan J Cohen, Luca Paruzzo, Stephen J Schuster, Marco Ruella
PMID39983725
发布时间2025-03-10
DOI10.1016/j.ccell.2025.01.013

实验完整度

高

包含多种癌细胞系体外杀伤、EZH2敲低/敲除、RNA-seq/ATAC-seq/scRNA-seq、小鼠异种移植模型体内验证及机制探索。

主要模型

人B细胞淋巴瘤细胞系OCI-Ly18、Toledo、SU-DHL-4、Karpas-422 人骨髓瘤细胞系RPMI-8226 人AML细胞系KG-1、THP-1 人实体瘤细胞系SK-OV-3、PC3、A673 NSG小鼠皮下OCI-Ly18异种移植模型 NSG小鼠骨内RPMI-8226异种移植模型

重点核对

tazemetostat亚最佳剂量:OCI-Ly18、Toledo、SU-DHL-4为500 nM,Karpas-422为50 nM,预处理3天 valemetostat亚最佳剂量:OCI-Ly18、Toledo、SU-DHL-4为100 nM,Karpas-422为50 nM,预处理3天;骨髓瘤RPMI-8226为10 nM 给药时序:序列#1(肿瘤细胞预孵育药物并在CAR-T给药后持续暴露)为最有效方案 体内给药:tazemetostat 200 mg/kg或150 mg/kg每日口服灌胃;valemetostat 100 mg/kg每日口服灌胃 CAR-T输注剂量:CART19 3.5×10^6或4.0×10^6/小鼠;CARTBCMA 0.8×10^6/小鼠

摘要

肿瘤对嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)及一般过继性细胞免疫治疗(ACT)的耐药是临床中的重大挑战。我们假设抑制肿瘤驱动甲基转移酶EZH2和EZH1可通过将癌细胞重编程为更具免疫原性的状态来增强ACT。在人B细胞淋巴瘤中,EZH2抑制(tazemetostat)通过增强活化、扩增和肿瘤浸润提高了抗CD19 CAR-T的疗效。机制上,tazemetostat处理的肿瘤显示与黏附、B细胞活化和炎症反应相关的基因上调,并增加了对CAR-T的亲和力。此外,tazemetostat提高了CAR-和TCR工程化T细胞在多种液体(骨髓瘤和急性髓系白血病)和实体(肉瘤、卵巢癌和前列腺癌)肿瘤中的疗效。最后,联合EZH1/EZH2抑制(valemetostat)进一步增强了CAR-T在多种癌症中的疗效和扩增。本研究表明,EZH1/2抑制将肿瘤重编程为更具免疫原性的状态,并在液体和实体癌的临床前模型中增强了ACT的效力。

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
抑制EZH2或EZH1/EZH2能否通过重塑肿瘤免疫原性来增强过继性T细胞免疫治疗对液体和实体肿瘤的疗效?
核心机制
EZH1/2抑制通过上调黏附分子、抗原呈递(MHC-I/II)、共刺激分子、趋化因子及干扰素反应基因,将肿瘤细胞重编程为更具免疫原性的状态,从而增强肿瘤与CAR-T细胞的相互作用、T细胞浸润和杀伤功能。
主要证据
在多种淋巴瘤、骨髓瘤、AML及实体瘤细胞系中,tazemetostat或valemetostat预处理并持续暴露可增强CAR-T/TCR-T杀伤;RNA-seq、ATAC-seq和scRNA-seq显示免疫相关基因上调;Z-Movi实验证实tazemetostat增加CAR-T与肿瘤细胞的亲和力;小鼠异种移植模型显示联合治疗改善肿瘤控制、延长生存并增加T细胞扩增。
研究意义
本研究提出EZH1/2抑制可重编程肿瘤为更具免疫原性的状态,从而增强ACT在液体和实体癌临床前模型中的疗效,为克服耐药和改善过继性细胞治疗提供了策略基础。

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

体外筛选EZH2抑制剂与CAR-T联合给药时序

确定tazemetostat与CART19联合的最有效给药顺序

在DLBCL细胞系中测试5种tazemetostat与CART19给药序列,通过荧光素酶杀伤实验评估杀伤效果

2

体外验证EZH2抑制或敲低增强CAR-T杀伤

验证EZH2抑制对CAR-T杀伤的增强作用并排除EZH2突变状态影响

tazemetostat预处理肿瘤细胞后与CART19共培养进行杀伤实验;shRNA敲低EZH2的SU-DHL-4细胞同样进行杀伤实验

3

体内验证tazemetostat联合CART19的抗肿瘤效果

在OCI-Ly18异种移植模型中评估联合治疗对肿瘤生长和生存的影响

NSG小鼠皮下植入OCI-Ly18细胞,随机接受tazemetostat或vehicle,并输注CART19或UTD细胞,监测肿瘤体积和生存

4

转录组和表观遗传分析EZH2抑制对肿瘤免疫原性的影响

探究EZH2抑制重编程肿瘤细胞免疫原性的分子机制

对tazemetostat处理并暴露于CART19的OCI-Ly18和SU-DHL-4细胞进行RNA-seq;对SU-DHL-4进行ATAC-seq;对体内肿瘤进行RNA-seq

5

亲和力检测验证EZH2抑制增强肿瘤-CAR-T相互作用

功能上验证EZH2抑制是否增加CAR-T与肿瘤细胞的亲和力

使用Lumicks Z-Movi声学力芯片测量tazemetostat处理或EZH2敲低的肿瘤细胞与CART19单层的解离力

6

评估EZH2抑制对CAR-T细胞功能的影响

明确EZH2抑制对CAR-T细胞本身活化和功能的作用

检测tazemetostat存在下CART19的细胞因子分泌、长期杀伤、扩增和记忆表型;进行再挑战实验;生成EZH2-KO CART19并评估杀伤

7

单细胞转录组分析肿瘤浸润和循环CAR-T细胞

在体内解析tazemetostat对CAR-T细胞亚群和状态的影响

从皮下肿瘤和 peripheral blood分选人T细胞进行scRNA-seq,分析簇分布和差异表达

8

评估EZH2和EZH1/EZH2抑制在多种液体和实体瘤模型中的广谱效果

验证EZH2或EZH1/EZH2抑制增强CAR-T和TCR-T对多种癌症的杀伤

在骨髓瘤、AML、卵巢癌、前列腺癌和肉瘤细胞系中测试tazemetostat或valemetostat联合相应CAR-T/TCR-T的杀伤效果

9

体内验证valemetostat联合CARTBCMA对骨髓瘤的疗效

在骨内骨髓瘤模型中评估EZH1/EZH2双抑制联合CAR-T的抗肿瘤效果

NSG小鼠骨内注射RPMI-8226-Luc细胞,接受valemetostat或vehicle,并输注CARTBCMA或UTD,监测肿瘤进展和T细胞扩增

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Gibco11875–085
胎牛血清Gibco16140–071
他泽司他Cayman Chemicals16174
伐美司他Selleck ChemicalsS8926
EZH2抗体Cell Signaling Technology5246
三甲基化组蛋白H3K27抗体Cell Signaling Technology9733
人CD3-APC流式抗体Beckman CoulterIM2467
人CD19-PE流式抗体Novartis Pharmaceuticals--
人CD45RA-PB流式抗体BiolegendA82946
人IFN-γ ELISA试剂盒BioLegend431801
人IL-2 ELISA试剂盒BioLegend431801
人TNF-α ELISA试剂盒BioLegend430201
D-荧光素钾盐Gold Biotechnology115144–35–9
CD3/CD28刺激磁珠Thermo Fischer Scientific, Gibco40203D
TrueCut Cas9蛋白v2InvitrogenA36499
P3原代细胞4D-Nucleofector X试剂盒LLonzaV4XP-3024
人IL-7Miltenyi Biotech170–076–111
人IL-15Miltenyi Biotech170–076–114
Quick-RNA微量制备试剂盒Zymo ResearchR1050
ATAC测序试剂盒Active Motif53150

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
体外药物处理与杀伤实验
tazemetostat和valemetostat的亚最佳剂量因细胞系而异(如tazemetostat 500 nM或50 nM;valemetostat 100 nM或50 nM),预处理时间3天,且药物在共培养期间持续存在
阅读提示:Methods 'EZH1/2 inhibitors' 及 Figure 1C、4F等图注
体内给药与CAR-T输注
tazemetostat 200 mg/kg或150 mg/kg每日口服灌胃;valemetostat 100 mg/kg每日口服灌胃;CART19 3.5×10^6或4.0×10^6/小鼠,CARTBCMA 0.8×10^6/小鼠,静脉输注
阅读提示:Methods 'Immunodeficient mice and xenograft models' 及 Figure 1E、2B、4I图注
EZH2敲低/敲除
shRNA序列TRCN0000010475,嘌呤霉素0.5 μM筛选48–72小时;CRISPR sgRNA CAAGGGCACGAACTGTCACA,RNP电转程序EO-115
阅读提示:Methods 'Cells and generation of genetically engineered lymphoma cell lines' 及 'Manufacturing of primary EZH2-knockout CAR T cells'
RNA-seq和ATAC-seq
RNA-seq使用NovaSeq 6000 100 bp单端;ATAC-seq使用50,000个分选细胞;体内RNA-seq样本量n=3动物/组
阅读提示:Methods 'Bulk RNA sequencing and analysis'、'ATAC sequencing' 及 Figure 2E图注
亲和力实验
Z-Movi声学力实验最大力100 pN,肿瘤细胞标记CellTrace far-red,与CART19单层孵育10分钟
阅读提示:Methods 'Cell-to-cell avidity assays' 及 Figure 2F图注