癌癥免疫治療中使用的T細(xì)胞可能會(huì)因?qū)拱┘?xì)胞的任務(wù)而耗竭,或在進(jìn)入腫瘤時(shí)因免疫抑制信號(hào)而“停工”。靶向基因編輯具有克服這些限制以及增強(qiáng)T細(xì)胞治療功能的潛力。
8月24日,在發(fā)表于Nature雜志上的一篇論文中,來自加州大學(xué)舊金山分校和Gladstone研究所的研究人員基于CRISPR技術(shù)確定了一種預(yù)防T細(xì)胞功能障礙的靶點(diǎn)基因——RASA2,并證明敲除該基因可使T細(xì)胞更具“韌性”?!巴ㄟ^敲除單個(gè)基因,我們創(chuàng)造出的細(xì)胞不僅是有效的腫瘤細(xì)胞殺手,而且是更持久的殺手,” 文章作者Julia Carnevale博士說道。
文章通訊作者之一Alex Marson博士表示:“我們成功地構(gòu)建了更好、更強(qiáng)、壽命更長的T細(xì)胞,這將改善血液瘤和實(shí)體瘤的治療”。他與癌癥生物學(xué)家Alan Ashworth博士共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。
來源:加州大學(xué)舊金山分校官網(wǎng)
在這項(xiàng)工作中,研究小組利用CRISPR篩選可以在人類T細(xì)胞池中一次一個(gè)地關(guān)閉基因組中的每個(gè)基因,他們發(fā)現(xiàn)了一些可以使T細(xì)胞對(duì)腫瘤中常見免疫抑制微環(huán)境的關(guān)鍵方面產(chǎn)生抵抗的候選基因。其中,一個(gè)名為RASA2的基因引起了研究人員的興趣,因?yàn)樗皬奈幢慌c免疫細(xì)胞功能關(guān)聯(lián)。
“這是一個(gè)無人涉足的的T細(xì)胞生物學(xué),通過關(guān)注RASA2,我們想知道控制人類T細(xì)胞中該基因的表達(dá)是否會(huì)使其成為更敏感的免疫療法。”研究人員說道。
接著,該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了RASA2基因敲除的T細(xì)胞,然后通過將這些T細(xì)胞反復(fù)暴露于癌細(xì)胞以及腫瘤微環(huán)境模型中,對(duì)其進(jìn)行各種“應(yīng)激測(cè)試”。
他們將這些細(xì)胞的性能與仍然含有功能性RASA2基因的原始治療性T細(xì)胞的性能進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)在原始細(xì)胞失去抗癌能力很久之后,RASA2被敲除的細(xì)胞仍然“不知疲倦”。RASA2的消除增強(qiáng)了T細(xì)胞對(duì)抗原的敏感性,并改善了CAR-T和TCR-T細(xì)胞的效應(yīng)器功能和持久性。此外,抗原特異性T細(xì)胞中的RASA2消除可以增強(qiáng)腫瘤控制,并延長血液瘤和實(shí)體瘤的多個(gè)臨床前模型動(dòng)物的存活時(shí)間。這些研究結(jié)果是一致的。
T細(xì)胞中的RAS信號(hào)和下游轉(zhuǎn)錄程序。RAS信號(hào)是T細(xì)胞中控制細(xì)胞活化、增殖和分化的多個(gè)通路的主要交叉點(diǎn)。RASA2減弱RAS信號(hào)。(來源:Nature)
研究人員還將RASA2,一種RasGTP酶激活蛋白(RasGAP),鑒定為人類T細(xì)胞中的信號(hào)檢查點(diǎn),其在急性T細(xì)胞受體刺激時(shí)下調(diào),并隨著慢性抗原暴露而逐漸增加。Carnevale說:“消除RASA2的細(xì)胞可以保持殺傷力。我們似乎在系統(tǒng)中找到了‘剎車’,松開‘剎車’可以釋放這些治療細(xì)胞的潛力?!?/span>
在發(fā)現(xiàn)這個(gè)有希望的靶點(diǎn)后,Carnevale及同事們正在臨床前模型中對(duì)其進(jìn)行研究,以精簡其有效性并評(píng)估其安全性。這是研究的一個(gè)重要方面,因?yàn)樾枰_保當(dāng)消除RASA2的“剎車”作用時(shí),T細(xì)胞只識(shí)別和攻擊癌細(xì)胞,而非健康細(xì)胞。
研究小組還與該研究所其他實(shí)驗(yàn)室合作,通過將多種新技術(shù)與RASA2消除相結(jié)合,以改進(jìn)現(xiàn)有的T細(xì)胞療法,為臨床試驗(yàn)打下基礎(chǔ)。Carnevale說:“即使在較好的情況下,免疫療法也不適用于所有患者,而且有許多復(fù)發(fā)的例子。如果我們能通過找到正確的方式重新與T細(xì)胞建立聯(lián)系,以擴(kuò)大這種治療方法的邊界,那將是激動(dòng)人心的?!?/span>
Marson總結(jié)道:“這項(xiàng)研究指出了RASA2在免疫學(xué)中具有先前從未被探索過的作用。使用CRISPR技術(shù)研究基因組中的每個(gè)基因,類似的系統(tǒng)研究不僅將加速癌癥療法的設(shè)計(jì),還將有助于設(shè)計(jì)更好地治療從自身免疫性疾病到傳染病等各種疾病的細(xì)胞藥物。”
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