Bcl-2增强CAR-T细胞抗肿瘤研究

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嵌合抗原受体T细胞(Chimeric Antigen Receptor T-Cell,CAR-T)是经基因工程技术改造的T细胞,可特异性识别肿瘤抗原并激活T细胞靶向杀伤肿瘤细胞。CAR-T细胞疗法是一种新型精准靶向肿瘤治疗技术,已经在血液肿瘤治疗上取得了巨大成功。然而,CAR-T细胞面对实体肿瘤治疗却不尽人意,主要的瓶颈问题包括靶抗原表达降低,CAR-T细胞的归巢问题以及在肿瘤组织持久性问题等。活化诱导的细胞死亡(Activation-induced cell death,AICD)可导致T细胞活化后大量凋亡,是导致CAR-T细胞持久性差的主要原因之一。因此,减少CAR-T细胞的凋亡是提高CAR-T细胞持久性的有效手段,可显著提高CAR-T细胞对实体肿瘤的治疗效果。B细胞淋巴瘤基因-2(B cell lymphoma-2,Bcl-2)对T细胞存活起着重要作用,特别是在T细胞活化后。研究表明,Bcl-2高表达可以有效抑制T细胞应对细胞因子饥饿(cytokine withdrawal)诱导的凋亡,进而提高T细胞抗肿瘤能力。我们假设,过表达Bcl-2可以提高CAR-T细胞抗凋亡能力,从而提高其持久性和抗肿瘤疗效。基于此,本研究首先构建了靶向人表皮生长因子受体突变体Ⅲ(Epidermal growth factor receptor variant Ⅲ,EGFRv Ⅲ)的二代EGFRv Ⅲ.CAR。其次,在此基础上构建了过表达抗凋亡基因bcl-2的EGFRv Ⅲ.CAR。为了便于后续检测,两种EGFRv Ⅲ.CAR都通过T2A共表达绿色荧光蛋白(GFP),分别命名为:EGFRv Ⅲ.CAR和EGFRv Ⅲ.CAR-Bcl2。最后,比较两种CAR-T细胞体外和体内的抗肿瘤效果,主要研究方法和结果如下:1)构建并制备EGFRv Ⅲ.CAR T细胞和EGFRv Ⅲ.CAR-Bcl2 T细胞。根据人源Bcl-2序列合成全长基因,然后通过E2A序列将其串联在EGFRv Ⅲ.CART2A-GFP基因(简写为:EGFRv Ⅲ.CAR)下游,构建EGFRv Ⅲ.CAR-T2A-GFPE2A-Bcl2逆转录病毒质粒载体(简写为:EGFRv Ⅲ.CAR-Bcl2),并包装逆转录病毒,制备EGFRv Ⅲ.CAR T细胞和EGFRv Ⅲ.CAR-Bcl2 T细胞,利用流式细胞术(FCM)检测T细胞转导率。结果发现,制备的EGFRv Ⅲ.CAR T细胞和EGFRv Ⅲ.CAR-Bcl2 T细胞的GFP阳性率分别为53.22±11.66%和51.50±12.54%,无明显统计学差异。2)实现Bcl-2在EGFRv Ⅲ.CAR-Bcl2 T细胞中高表达,显著提高CAR-T细胞的抗凋亡能力。将过表达Bcl-2的CAR-T细胞与对照CAR-T细胞以及未进行病毒转导的活化T细胞(n ATC)进行IL-2饥饿(IL-2 withdrawl)培养,结果表明,无细胞因子IL-2情况下,细胞培养至第7天EGFRv.Ⅲ CAR T细胞和n ATC细胞扩增倍数分别为0.15±0.06和0.03±0.02,而EGFRv Ⅲ.CAR-Bcl2 T则扩增倍数为0.54±0.07。体外长期无IL-2培养条件下,EGFRv Ⅲ.CAR-Bcl2 T在体外能存活45天。3)D-luciferaes法检测CAR-T细胞对肿瘤细胞的毒性作用,结果表明,EGFRv Ⅲ.CAR-Bcl2 T细胞对EGFRv Ⅲ阳性肿瘤细胞的杀伤显著高于对照组EGFRv Ⅲ.CAR T细胞。同时,体外连续杀伤实验结果显示,EGFRv Ⅲ.CAR-Bcl2T细胞比EGFRv Ⅲ.CAR T细胞面对重复抗原刺激,具有更强的细胞因子分泌水平、细胞增殖能力以及抗凋亡作用。4)裸鼠体内抑瘤实验表明,EGFRv Ⅲ.CAR.Bcl2 T细胞治疗组能显著抑制He La细胞瘤的生长,而且无明显的毒副作用。免疫组织化学检测肿瘤切片结果表明,EGFRv Ⅲ.CAR-Bcl2 T细胞具有更强的瘤内存活能力。综上所述,本研究中过表达Bcl-2可显著抑制CAR-T细胞的凋亡,显著增强CAR-T细胞对实体肿瘤的治疗效果,为CAR-T细胞治疗实体肿瘤提供了新的思路和理论基础。
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