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一种新策略来对抗 1 型糖尿病患者对 β 细胞移植的免疫排斥
作者 | 摩西
研究亮点概览：
基因编辑人类多能干细胞 (hPSC) 以表达独特的诱饵蛋白
利用诱饵特异性嵌合抗原受体 (CAR-Treg) 进行调节性 T 细胞工程
CAR-Treg在诱饵表达细胞激活后在体外具有抑制作用
CAR-Treg 保护诱饵表达的 hPSC 衍生 β 细胞免受 体内免疫破坏
1型糖尿病是由于免疫系统错误地攻击并破坏胰腺中负责分泌胰岛素的β细胞而引发的。目前，供体β细胞移植是一种治疗选择，但受到供体细胞来源有限和免疫排斥的制约，同时患者需要长期使用免疫抑制药物。再生医学为此提供了一种有前景的替代方案，通过干细胞生成β细胞。然而，免疫排斥依然是一个难以突破的障碍，因为免疫系统仍可能攻击移植的细胞。
美国南卡罗来纳医科大学（Medical University of South Carolina, SC, USA）和佛罗里达大学（University of Florida, FL, USA）的研究人员开发了一种精准治疗1型糖尿病（T1D）的新策略。研究团队通过组合基因工程技术，让CAR-Tregs提供针对干细胞衍生细胞的局部免疫保护。他们对hPSCs进行了工程改造，使其表达截短型表皮生长因子受体（EGFRt），一种无生物活性但可以作为CAR-Treg通用靶点的分子。基于这一特性，成功开发了能够识别EGFRt的CAR-Tregs。
研究结果显示，这些CAR-Tregs在体外实验中有效抑制了先天性和适应性免疫反应，并且在体内试验中成功保护了EGFRt标记的hPSC来源胰岛β样细胞（sBC），防止了移植后的免疫破坏。
这项研究首次提出了通过联合基因工程技术，将hPSCs与Tregs协同改造的方式，为干细胞衍生细胞提供免疫保护的全新思路，展现了保护移植细胞免受免疫排斥的可行性。
01.
基因工程改造
胰岛β细胞免受排斥
具体而言，为了验证结合细胞工程，能否用于防止干细胞经受的免疫排斥，研究团队在hPSCs中引入了一种基因编码的惰性表面分子。这种分子的具备以下特性：(1) 表达于细胞表面；(2) 生物学惰性，即不会向表达细胞传递任何信号；(3) 免疫学惰性，即不含有宿主免疫系统会识别为外源的抗原表位；(4) 不会在其他细胞类型中表达。
为了满足这些标准作为概念验证研究，研究团队选择了人类EGFRt分子，它缺少细胞内信号传导域和大部分细胞外配体结合域。
基因工程 EGFRt-hPSC 可有效分化为干细胞衍生的 β 细胞
02.
核心实验设计
1. hPSC的基因改造与分化
研究团队利用TALEN基因编辑技术，在hPSC的AAVS1安全位点插入EGFRt基因和荧光素酶基因。经过改造的hPSC能够在体外分化为胰岛素分泌的β样细胞（sBCs）。
2. CAR-Tregs的生成
通过慢病毒载体将针对EGFRt的CAR引入健康供体来源的Tregs，并验证其特异性识别能力和调节功能。生成的CAR-Tregs在与表达EGFRt的细胞共培养时，表现出显著的活化标志物（如CD25）和抑制性细胞因子（如IL-10）。
3. 体内保护功能验证
在免疫缺陷小鼠中，将EGFRt标记的sBCs与CAR-Tregs共移植。结果显示，CAR-Tregs能够有效抑制免疫系统对移植物的攻击，并维持sBCs的功能性胰岛素分泌。
与EGFRt-sBC一起培养的CAR-Treg降低了树突状细胞反应和 Teff 增殖
这项研究首次证明，通过同时对hPSC和Tregs进行基因改造，可以实现移植物的局部免疫保护。以下是本研究的几个关键亮点：
1、生物学惰性靶点的创新应用
EGFRt作为一种惰性标记，成功用于CAR-Tregs的特异性识别，避免了传统靶点带来的免疫干扰。
2、CAR-Tregs的稳定性
CAR-Tregs在体外和体内均表现出高度稳定的调节性功能，即使经过多轮刺激，其免疫抑制特性依然保持。
3、概念验证的广泛适用性
除了T1D，这一技术策略还可推广至其他自身免疫性疾病（如多发性硬化症）以及移植医学中的更多应用场景。
03.
未来方向
尽管研究已取得重要突破，研究团队表示但仍有一些问题需要解决：如何优化靶点以适应更多细胞类型、在临床环境中验证CAR-Tregs的安全性和可控性，以及探讨长期移植物存活的关键因素。
随着再生医学的发展，为攻克许多顽疾带来了希望，而本研究展示的CAR-Tregs技术则为解决免疫排斥这一瓶颈提供了创新性解决方案。通过基因工程改造，研究者成功构建了一个特异性高、稳定性强的免疫保护体系，为未来临床应用奠定了坚实基础。
References：
