中大新聞網(wǎng)訊（通訊員張旭東）近日，中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院張旭東副教授課題組以“Engineered T cell extracellular vesicles displaying PD-1 boost anti-tumor immunity”為題在國(guó)際納米材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊Nano Today發(fā)表了基因工程編輯T細(xì)胞來(lái)源的細(xì)胞外囊泡用于腫瘤免疫治療的研究成果。
近年來(lái)，腫瘤免疫治療成為最具臨床應(yīng)用前景的抗腫瘤手段，尤其是免疫檢查點(diǎn)阻斷療法。程序性細(xì)胞死亡蛋白1（Programmed cell death 1，PD-1）是T細(xì)胞表面的抑制性免疫檢查點(diǎn)分子，與其配體PD-L1或PD-L2結(jié)合后抑制T細(xì)胞功能。腫瘤利用這一機(jī)制通過(guò)表達(dá)PD-L1與腫瘤特異性T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合，導(dǎo)致T細(xì)胞活化抑制且功能“耗竭”。為了恢復(fù)T細(xì)胞抗腫瘤能力，阻斷PD-1/PD-L1通路是腫瘤免疫治療的有效策略。然而，目前靶向PD-1或PD-L1的抗體療法仍存在一定的局限性，如PD-1單抗藥物在臨床治療中的總體響應(yīng)率不高，且單一免疫療法難以達(dá)到理想療效。因此，需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)針對(duì)PD-1/PD-L1檢查點(diǎn)的免疫療法。
細(xì)胞外囊泡（Extracellular vesicles, EVs）是由細(xì)胞產(chǎn)生分泌的膜囊泡，EVs主要分為微泡(MVs)和外泌體(Exos)。EVs通過(guò)運(yùn)輸脂質(zhì)，蛋白質(zhì)和核酸介導(dǎo)體細(xì)胞間通訊，具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性、天然屏障穿透性和組織細(xì)胞靶向性，在癌癥治療和藥物遞送中具有廣闊的應(yīng)用前景。此外，EVs繼承了其來(lái)源母細(xì)胞的特性，可發(fā)揮多種細(xì)胞生理和調(diào)節(jié)功能。來(lái)源于細(xì)胞毒性T細(xì)胞的EVs含有細(xì)胞毒性分子，包括穿孔素、顆粒酶、溶酶體酶和FasL等，具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的潛力。然而，關(guān)于T細(xì)胞來(lái)源的EVs在腫瘤免疫治療中的應(yīng)用尚未完全被研究和開(kāi)發(fā)。
基于此，張旭東副教授團(tuán)隊(duì)制備了過(guò)表達(dá)PD-1蛋白的細(xì)胞毒性T 細(xì)胞EVs，用于阻斷腫瘤細(xì)胞與效應(yīng)T細(xì)胞間的PD-1/PD-L1通路，并利用其細(xì)胞毒性分子輔助殺傷腫瘤，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的免疫治療。研究團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)基因工程改造了T細(xì)胞系（CTLL-2），使其過(guò)表達(dá)PD-1受體蛋白，并通過(guò)差速離心獲取其PD-1 EVs。這些EVs表達(dá)PD-1、FasL和GzmB等蛋白分子，可在體外與腫瘤細(xì)胞通過(guò)PD-1/PD-L1的相互作用而結(jié)合，并能夠直接誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡（圖1）。在荷瘤小鼠體內(nèi)，PD-1 EVs可有效抑制腫瘤生長(zhǎng)，提高腫瘤微環(huán)境中效應(yīng)T細(xì)胞的增殖和活性，增強(qiáng)其抗腫瘤效應(yīng)，有效延長(zhǎng)小鼠生存期。該研究為免疫治療提供了新的可選方法，拓寬了T細(xì)胞外囊泡在腫瘤免疫治療中的應(yīng)用前景。
圖1. PD-1-Exo和PD-1-MV的制備和作用機(jī)制示意圖
Ⅰ. PD-1-Exo和PD-1-MV的制備；Ⅱ. PD-1 EVs阻斷PD-1/PD-L1通路；TCR：T細(xì)胞受體，MHC-I：主要組織相容性復(fù)合體I；Ⅲ. PD-1 EVs誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡；FasL：Fas配體，F(xiàn)ADD: Fas相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域
該論文的第一完成單位為中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院。浙江大學(xué)藥學(xué)院顧臻教授、中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院張旭東副教授和廣東醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院梁欣博士為論文的共同通訊作者。共同第一作者為中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究生李寶琪、房湉靚和李園。這項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金，廣東省自然科學(xué)基金，深圳市優(yōu)秀科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)項(xiàng)目（優(yōu)青項(xiàng)目），深圳市基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目的支持。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1748013222002341
