陈斯迪团队利用腺相关病毒-睡美人嵌合型CRISPR 筛选技术找到NK细胞免疫治疗新靶点

2024-06-26 05:10   英国  

研究背景

      自然杀伤(NK)细胞在肿瘤免疫治疗中拥有巨大的潜力。首个CAR-NK临床试验的成功进一步证明了CAR-NK免疫疗法的有效性和安全性。然而,尽管CAR-NK细胞疗法拥有其独特的优势并且在血液瘤治疗中已取得了重大进展,但对实体瘤的治疗,依然面临着许多亟待解决的障碍和挑战。肿瘤免疫与细胞治疗领域一直致力于找到可以提高NK 细胞抗肿瘤能力的靶点,用于增强 NK 细胞工程和 CAR-NK 细胞疗法。NK细胞检查点是一种防止NK细胞在正常组织中过度活化的基因靶点, 这些靶点通常抑制了NK细胞对肿瘤的杀伤。因此寻找和靶向NK细胞检查点是实现高性能NK治疗的关键。目前,仅有极少已知的NK细胞检查点被发现。高通量筛选是一种筛选免疫细胞新靶点的有效方法。但由于NK细胞的扩增能力有限、转染效率低,和难编辑的特性,至今未有研究报道过在NK细胞上实现CRISPR敲除筛选。
研究结果与展望

      耶鲁大学陈斯迪教授课题组最近利用其团队近年开发的腺相关病毒-睡美人嵌合型CRISPR 筛选技术实现了这一筛选目标并且找到自然杀伤细胞免疫检查点。团队第一作者彭磊博士等人在腺相关病毒(AAV)载体上装入超高活性的“睡美人”转座子,利用转座子系统将包裹在AAV中的CRISPR文库整合到基因组中,克服了NK细胞转导和基因编辑的障碍,实现了对原代 NK 细胞中高效基因编辑。团队研究人员建立了涵盖了膜蛋白相关的基因打靶文库,在四种不同的免疫健全背景的肿瘤模型(乳腺癌,黑色素瘤,脑瘤和胰腺癌)中进行了体内高通量NK细胞的基因敲除筛选,在不同肿瘤中发现了几十到几百个不同的候选的自然杀伤细胞免疫检查点。同时,研究团队进一步利用单细胞RNA测序(scRNA-seq)研究肿瘤浸润NK细胞亚群和转录组图,发现一个共同的NK新靶点 - CALHM2CALHM2是一个调节细胞钙流稳态的基因,曾被报道过能够调节小胶质细胞和星型胶质细胞的炎症反应来影响神经退行性疾病(如阿兹海默症),但是它在NK细胞上的功能还尚未可知。本团队研究人员实验发现,敲除Calhm2/CALHM2能够增强小鼠和人原代NK细胞和CAR-NK细胞的肿瘤浸润能力。肿瘤动物模型实验进一步证实了敲除CALHM2显著增强了CAR-NK细胞疗法的抗肿瘤功效,使得原本无效的CAR-NK疗法对实体瘤有显著疗效.

      本研究利用体内CRISPR筛选方法,发现了全新的NK细胞免疫检查点,作为新一代抗肿瘤治疗的新靶点。这种无偏差高通量筛选方法为后续NK细胞的抗肿瘤治疗靶点的开发打开了新的大门,也有利于进一步推进CAR-NK细胞治疗的发展。
作者简介
      耶鲁大学陈斯迪教授课题组一直致力于开发新型基因编辑,系统性筛选,分子与细胞工程等技术;及遗传,肿瘤,免疫等重大健康和疾病领域的治疗新靶点和疗法(网页https://sidichenlab.org)。陈斯迪教授和其前博士后叶露鹏(现南京大学现代生物研究院教授)为该论文的通讯作者,课题组博士后彭磊和博士后Paul Renaur 为该论文共同第一作者。


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