IL-8-CXCR2信号轴助力B7-H3 CAR-T在小儿肉瘤的抗肿瘤疗效

文摘   2024-10-08 07:20   上海  

撰文:Rainbow | 编辑:戴戴


背景


儿童实体瘤如横纹肌肉瘤 (RMS) 和骨肉瘤 (OS)几十年来在治疗选择或结果方面进展有限。CAR-T细胞治疗虽然已在白血病、淋巴瘤和多发性骨髓瘤中显示出较好疗效,但在儿童实体瘤RMS和OS中却收效甚微。

   往期推送:

   观点 | 血液瘤与实体瘤中T细胞功能障碍的类同及差异,对细胞治疗的提示

B7- H3是一种广泛表达的肿瘤抗原,在正常组织中表达受限,是肉瘤较为不错的选择靶点。在下述研究中,介绍了研究者利用IL-8诱导CXCR2趋化因子受体的快速归巢并通过B7- H3 与CAR的结合,进而增强CAR - T细胞在实体肿瘤中疗效的临床前研究成果。

2024年7月,来自美国科罗拉多州科罗拉多大学安舒茨医学院的Michael R Verneris团队在《The Journal for ImmunoTherapy of Cancer》上发表了题为“Directing B7-H3 chimeric antigen receptor T cell homing through IL-8 induces potent antitumor activity against pediatric sarcoma”的研究。“细胞知聊”本期将为您带来相关内容介绍。


结果


为什么选择IL-8?

研究者通过趋化因子阵列法检测多种肉瘤细胞系的培养上清,发现其主要分泌IL-8细胞因子,并且辐照条件可促进IL-8的分泌。检测细胞系主要包括骨肉瘤细胞系(OS- 17, HOS, U2OS)和横纹肌肉瘤的细胞系(RH30, JR-1),相比未辐照组,10Gy辐射条件可显著促进多种细胞系分泌IL-8(图1A),而SISA1骨肉瘤细胞系和RD横纹肌肉瘤的细胞系在辐射前后IL-8分泌均处于较高且相同水平(图1B)。

此外,在小鼠的PDX模型中也证明了辐射条件促进IL-8表达的结果(图1C,D)。在高转移和侵袭性的JHHOSX1 PDX模型中,辐射组IL-8的表达升高了近800倍(图1E)。

▲图1:  辐照诱导儿童OS、RMS细胞系以及PDX模型表达IL-8


B7-H3 CAR-T vs. BC2 CAR-T

为了促进B7-H3 CART细胞迁移至肉瘤,作者设计了过表达CXCR2的B7-H3 CART (BC2 CAR-T),CAR结构包含IgG铰链区、CD28跨膜区、4-1BB共刺激域以及CD3ζ信号域,3‘端通过T2A连接CXCR2基因编码区(图2A)。作者证明OS和RMS均表达B7-H3,且辐照并不会显著影响细胞B7-H3的表达,但并不能排除额外影响,因此构建了IL-8过表达的RMS细胞系(RH30来源)。逆转录病毒转染的B7-H3 CAR-T和BC2 CAR-T均表现出高转导效率、相近的扩增倍数和体外杀伤能力(图2B,C,D)

▲图2: B7-H3和BC2 CART细胞的设计和表型对比


BC2 CART具备独特的基因表达谱

研究者通过Bulk RNA测序发现,B7-H3 CART和BC2 CART的基因表达差异会由于是否受到IL-8的刺激而表现不同。在没有IL-8刺激的情况下,BC2 CART细胞上调趋化性相关基因(CXCL10、CXCL11、OSM、CCL17)(图3A)。而IL-8刺激可导致其他趋化相关基因(CCL3、CXCL9、LIF) 以及与炎症和先天免疫反应相关的基因(IF16, IFNG, HERC6)的上调 (图3B)。总之,BC2 CART多种T细胞相关途径发生上调(图3C,D)。
▲图3: BC2 CART细胞的转录特征表现于趋化性和先天免疫途径

表达CXCR2可促进B7-H3 CART的归巢

研究者通过Transwell实验证明,IL-8诱导条件下 BC2 CART细胞的迁移性是B7-H3 CART的2.5倍(图4A)。同样,在人IL-8 OE RMS的NGS小鼠模型肿瘤部位中也发现更高比例的BC2 CART(图4B)。

▲图4:CXCR2与B7H3 CAR共表达可提高CAR - T细胞的归巢


BC2 CART表现出更强的抑瘤效果

研究者进一步发现RMS刺激下BC2 CART会分泌更多的IFN-γ和IL-2,说明CXCR2存在下,BC2 CART分泌抗肿瘤因子的能力不受IL-8的影响(图5A)。CART和肿瘤共培养实验发现,BC2 CART杀伤肿瘤的能力显著优于B7-H3 CART(图5B,C)。

▲图5:(A-C) B7H3 CAR+CXCR2联合使用可提高CAR - T细胞的抗肿瘤作用并根除肿瘤。


原位NGS小鼠模型中,BC2 CART细胞治疗的小鼠表现出更好的肿瘤抑制和生存率。(图5D,E,F)

▲图5:(E-F) B7H3 CAR+CXCR2联合使用可提高CAR - T细胞的抗肿瘤作用并根除肿瘤。


BC2 CART表现出优异的代谢适应性

在没有IL-8的情况下,B7-H3 CART和BC2 CART的糖酵解能力表现相似,虽然BC2 CART的线粒体丰度要高于B7-H3 CART,但两者在线粒体功能上并无显著差异(图6C,E,F);而IL-8的刺激会增强BC2 CART的糖酵解途径,并伴随Akt抑制剂的作用而受到抑制(图6D)。此外,IL-8刺激下,BC2 CART呼吸能力也显著提高(图6G)。总之,BC2 CART细胞通过上调糖酵解、氧化磷酸途径以及线粒体数量的增加,使其更利于在肿瘤微环境中存活

▲图6:BC2 CART的代谢潜能


结论


该研究表明亚致死剂量辐照肉瘤细胞能促进其IL-8的产生,并且B7-H3 CART过表达CXCR2后会表现出更好的效应能力和代谢适应性。在人IL-8过表达 RMS的小鼠模型中,BC2 CAR T细胞比B7-H3 CAR T细胞更多地浸润至肿瘤,并根除肿瘤。总之,BC2 CART为治疗儿童肉瘤提供了一种新的治疗选择。不仅如此,B7-H3在其他儿科和许多成人癌症中过表达,因此BC2 CAR T细胞可以被广泛应用

此外,虽然该研究主要集中在IL-8对表达CXCR2 CART的影响,但其他趋化因子如CXCL1、CXCL2、CXCL3等也会对CXCR2 CART起到趋化作用,因此表达CXCR2的CART也可以应用至其他实体瘤的治疗中,为其他实体瘤的治疗提供了新思路。



参考文献:
Lake JA, Woods E, Hoffmeyer E, et al. Directing B7- H3 chimeric antigen receptor T cell homing through IL- 8 induces potent antitumor activity against pediatric sarcoma. Journal for ImmunoTherapy of Cancer 2024;12:e009221.



“细胞知聊”为非盈利兴趣团队,意在“传播知识、平等交流”。由于“细胞知聊”的小伙伴们都是兼职,大家平时的工作和学业都很繁忙,只能利用晚上以及周末休息的时间进行稿件的撰写和编辑,如若更新不及时,还请大家谅解。同时,由于细胞治疗领域的前沿性和编辑知识水平的局限性,公众文中如有错误,还请读者不吝指正!“细胞知聊”也诚挚地邀请读者向我们投稿,期待有更多想要跟大家“聊一聊”的小伙伴加入,一起“增知”、“畅聊”!稿件可以是您对细胞治疗某个领域的见解和经验,对某篇有意思论文的消化解读,最新的细胞治疗新闻和临床试验信息等。为表示尊重原创,会根据质量给予适当稿费,有意者请在后台与我们联系。


往期精选

1

这篇Nature论文,可能会大大影响CAR-T开发……

2

前沿 | 避免CD7-CAR T细胞同室操戈的新方法在T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)中的临床应用

3

蛋白质组学助力评估CD19/BCMA CAR-T细胞疗法在自体免疫疾病中的疗效

版权说明:

本文由“细胞知聊”团队编译,仅作信息交流之目的,旨在传递细胞治疗领域讯息和前沿进展。文章内容仅代表作者个人观点,不构成任何价值判断、投资或医疗指导建议,如有需求请咨询专业人士或前往正规医院就诊。

欢迎个人分享转发至朋友圈。媒体或机构转载请在“细胞知聊”微信公众号留言或私信公众号名称,审核通过后开通白名单获取转载授权,转载请标识来源。

细胞知聊
细胞治疗的时代已经来临,“细胞知聊”致力于向大众普及细胞治疗的相关知识,分享最新资讯,以及前沿科学。
 最新文章