靶向EDA纤连蛋白的IL-7融合蛋白上调CD8+ T细胞上的TCF1,优先积聚于肿瘤病变,并增强PD-1阻断效果

An IL-7 fusion protein targeting EDA fibronectin upregulates TCF1 on CD8+ T-cells, preferentially accumulates to neoplastic lesions, and boosts PD-1 blockade

作者信息Cesare Di Nitto, Domenico Ravazza, Ettore Gilardoni, Thomas Look, Miaomiao Sun, Eleonora Prodi, Vlad Moisoiu, Christian Pellegrino, Markus G Manz, Emanuele Puca, Michael Weller, Tobias Weiss, Dario Neri, Roberto De Luca
PMID39142716
发布时间2024-08-13
DOI10.1136/jitc-2023-008504

实验完整度

包含体外细胞实验(hPBMCs增殖和IFNγ释放)、流式细胞术、体内生物分布、多种皮下及原位肿瘤模型疗效实验、免疫浸润和蛋白质组学分析,且包含机制和功能验证。

主要模型

人外周血单个核细胞(hPBMCs) WEHI-164肉瘤小鼠模型 MC38结肠癌小鼠模型 F9畸胎癌小鼠模型 GL-261原位胶质瘤小鼠模型

重点核对

F8(scDb)-IL7的剂量:130μg,静脉注射,每48小时一次,共三次 抗PD-1抗体剂量:200μg,静脉注射,在使用F8(scDb)-IL7前24小时给予 体内实验所用肿瘤细胞系:WEHI-164(5×10^6细胞)、MC38(1×10^6细胞)、F9(1.5×10^7细胞)、GL-261(4×10^4细胞),接种部位和方式 hPBMCs增殖实验条件:PHA-P预刺激4天,细胞密度1.0×10^5/well,处理6天,EC50值(116pM vs 99pM)

摘要

背景:抗PD-1抗体因其能在一部分患者中诱导持久的完全缓解,彻底改变了癌症免疫治疗。当前的研究工作正试图识别生物标志物和合适的联合伙伴,以预测或进一步改善免疫检查点抑制剂的活性。抗体-细胞因子融合物是一类药物,已显示出增强其他免疫疗法抗肿瘤特性的潜力。包含Extra domain A的纤连蛋白(EDA-FN)在大多数实体瘤和血液肿瘤中表达,但在健康成人组织中几乎检测不到,是将细胞因子递送至疾病部位的有吸引力的靶点。方法:在这项工作中,我们描述了一种靶向EDA-FN的新型白介素-7(IL-7)融合蛋白(称为F8(scDb)-IL7)的生成和表征。该产品由F8抗体(针对FN选择性剪接的EDA)以单链双抗体(scDb)形式融合至人IL-7组成。结果:F8(scDb)-IL7在体外能有效刺激人外周血单个核细胞。此外,与IL2融合蛋白相比,该产品显著增加了CD8+ T细胞上T细胞因子1(TCF-1)的表达。TCF-1已成为影响肿瘤免疫应答持久性和效力的关键转录因子。在临床前癌症模型中,F8(scDb)-IL7作为单药表现出强效活性,并与抗PD-1联合时根除肉瘤病变。结论:我们的结果为探索F8(scDb)-IL7与抗PD-1抗体联合治疗癌症患者提供了依据。

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
靶向EDA-FN的IL-7融合蛋白F8(scDb)-IL7是否能够上调CD8+ T细胞的TCF1表达,并增强PD-1阻断的抗肿瘤疗效?
核心机制
F8(scDb)-IL7通过IL-7信号通路上调CD8+ T细胞上TCF1和IL-7R的表达,可能促进干细胞样记忆T细胞的形成,增强抗肿瘤免疫应答。
主要证据
体外实验显示F8(scDb)-IL7刺激hPBMCs增殖,并显著上调CD8+ T细胞TCF1表达(优于L19IL2);在四种免疫活性小鼠模型中,F8(scDb)-IL7单药或与αPD-1联用均显示出肿瘤生长抑制或消退。
研究意义
该研究为F8(scDb)-IL7与抗PD-1抗体联合治疗癌症患者提供了临床探索的依据。

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

构建和表征F8(scDb)-IL7融合蛋白

生成靶向EDA-FN的IL-7融合蛋白,并进行生化表征以确定其结构和结合特性。

构建F8(scDb)-IL7,在CHO-S细胞中瞬时表达,经proteinA或His-Tag纯化。通过SDS-PAGE和SEC评估纯度,通过SPR确认与EDA结合,通过DSF分析热稳定性。

2

体外活性评估

评估F8(scDb)-IL7的生物学活性。

利用hPBMCs进行增殖和IFNγ释放实验,以验证其IL-7活性;通过流式细胞术检测CD8+ T细胞上CD69、CD44、TCF1等标志物的表达。

3

体内生物分布和肿瘤靶向性

验证F8(scDb)-IL7在体内的肿瘤靶向性。

在小鼠F9畸胎癌模型中,放射性标记的F8(scDb)-IL7或对照融合蛋白经静脉注射,24小时后检测各组织的放射性分布。

4

在多个皮下肿瘤模型中评估单药及联合疗效

评估F8(scDb)-IL7单药及与抗PD-1联用的抗肿瘤疗效。

在WEHI-164、MC38和F9皮下模型中,每48小时静脉注射130μg F8(scDb)-IL7,共三次;联合组在相同给药前24小时给予200μg αPD-1;记录肿瘤体积变化。

5

评估原位胶质瘤模型中的疗效

评估F8(scDb)-IL7联合抗PD-1在脑肿瘤中的疗效。

在C57BL/6小鼠中立体定向植入GL-261 iRFP720细胞,治疗与皮下模型类似,监测生存期和肿瘤荧光信号。

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
PowerCHO无血清培养基Lonza--
L-谷氨酰胺Lonza--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
RPMI培养基Gibco--
明胶Sigma-Aldrich--
Ficoll-Paque Plus密度梯度离心液GE Healthcare--
proteinA琼脂糖Sino Biological--
cOmplete His标签纯化树脂Merck--
重组人IL-7ACROBiosystems--
CellTiter-Glo试剂PromegaG7572
人IFNγ ELISA MAX Deluxe试剂盒Biolegend430104
CD3/CD28磁珠ThermoFisher--
大鼠抗人IL-7 IgGBioLegendBVD10-40F6
驴抗大鼠Alexa Fluor488InvitrogenA21208
小鼠抗人CD31Invitrogen14-0319-82
山羊抗小鼠Alexa Fluor594InvitrogenA11032
山羊抗人Alexa Fluor488InvitrogenA11013
大鼠抗小鼠CD31BD550274
驴抗大鼠Alexa Fluor549InvitrogenA21209
小鼠抗PD-1抗体BioXcellBE0273
小鼠IFNγ ELISA MAX Deluxe试剂盒Biolegend430804
Axio Scan.Z1扫描仪Zeiss--
Leica TIRF显微镜Leica--
Tecan酶标仪(Infinite M200 Pro)Tecan--
BD FACSVerse分析仪BD--
LSR II Fortessa 4L流式细胞仪BD--

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
细胞培养
细胞系来源、培养基、血清浓度、传代次数和培养条件。
阅读提示:细胞系部分
蛋白表达与纯化
表达载体、宿主细胞、转染方法、纯化柱类型和缓冲液条件。
阅读提示:克隆、表达和蛋白纯化部分
hPBMCs增殖实验
PHA-P预处理时间(4天)、细胞密度(1×10^5/孔)、处理时间(6天)和检测试剂。
阅读提示:增殖实验部分
hPBMCs IFNγ释放实验
预包被的EDA浓度(0.1μM)、处理时间(72小时)、检测使用试剂盒(ELISA MAX Deluxe Set Human IFNγ)。
阅读提示:IFNγ释放实验部分
流式细胞术
共培养浓度(F8(scDb)-IL7:1000nM、250nM、62.5nM;L19IL2:100nM、50nM、10nM)、孵育时间(72小时)、染色抗体和仪器。
阅读提示:流式细胞术部分及补充表S1
体内生物分布
肿瘤模型(F9)、细胞接种数(1×10^7)、放射性标记方法(125I和氯胺T)、注射剂量(100μg)、检测时间(24h)。
阅读提示:生物分布实验部分
皮下肿瘤模型
细胞接种数(WEHI-164:5×10^6;MC38:1×10^6;F9:1.5×10^7)、给药方案(130μg F8(scDb)-IL7,每48小时×3次;200μg αPD-1提前24h)、对照组(生理盐水)、终点(肿瘤体积和体重)。
阅读提示:皮下肿瘤模型部分
原位胶质瘤模型
细胞数(4×10^4)、植入位置(右侧纹状体)、治疗时间(植入后第5天开始)、给药方案(同前)、终点(体重下降≥15%)。
阅读提示:原位胶质瘤模型部分
免疫浸润分析
治疗时间点、处死时间(最后一次注射后24h)、切片厚度(8-10μm)、染色抗体(CD8、CD4、Foxp3、NCR1、CD31)。
阅读提示:免疫荧光浸润研究部分及补充表S2