低氧誘導的HiTA-CAR-T可能成為新一代的多類型腫瘤"殺手"
CAR-T細胞療法已在急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的治療上取得了顯著的療效，然而其在實體瘤的臨床研究中安全性與有效性均遭遇重大挑戰(zhàn)。目前，領域內(nèi)將研究的重點集中在如何擺脫靶點依賴，并針對腫瘤微環(huán)境（如低氧、酸性環(huán)境）激活殺傷上，期待不斷進化的CAR-T技術(shù)對不同的實體瘤均安全有效。
缺氧是大多數(shù)實體瘤的一個顯著特征，可以用來區(qū)分腫瘤和正常組織。低氧調(diào)節(jié)的CAR-T細胞被認為可以提高腫瘤的選擇性，降低對正常組織的靶向非腫瘤毒性，并將適用于廣泛的腫瘤。然而目前已構(gòu)建的CAR-T細胞雖表現(xiàn)出良好的氧敏感性，但在缺氧條件下CAR表達仍低于理想水平。
發(fā)表文章
復旦大學生物醫(yī)學研究院徐建青和張曉燕教授團隊設計了一種缺氧誘導轉(zhuǎn)錄放大（hypoxia-inducible transcription amplification, HiTA）系統(tǒng)以嚴格調(diào)控CAR分子在腫瘤缺氧微環(huán)境的條件性表達，從而真正實現(xiàn)嚴格區(qū)分腫瘤與正常組織，該部分工作以Conditioned CAR-T cells by hypoxia-inducible transcription amplification (HiTA) system significantly enhances systemic safety and retains antitumor efficacy為題于2021年10月6日在Journal for Immunotherapy of Cancer雜志發(fā)表。
他們采用轉(zhuǎn)錄擴增方法首先設計并合成了一個有效的反式激活子，該反式激活子包含一個上游激活序列（UAS）特異性鋅指DNA結(jié)合域 (ZFDBD)和一個轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域，然后優(yōu)化了相應的反應元件，即最小啟動子。為了使這個轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)對氧敏感，進一步開發(fā)了一個雙向缺氧誘導的轉(zhuǎn)錄放大系統(tǒng)(HITA系統(tǒng))
數(shù)據(jù)顯示：該團隊設計的HiTA-CAR-T在體外僅在低氧條件下特異性分泌高水平IL-2、IFN-γ，且對腫瘤靶細胞呈現(xiàn)高效殺傷，而在常氧條件下幾乎完全無殺傷活性；而傳統(tǒng)的CAR-T在常氧與低氧條件下呈現(xiàn)相似的殺傷活性.
隨后他們在肝臟人源化小鼠安全性評估模型和小鼠皮下移植瘤模型中分別評估了HiTA-CAR-T在體內(nèi)的安全性和抗腫瘤有效性。小鼠血清AST、ALT以及IFN-γ、IL-2、TNF-α細胞因子,檢測結(jié)果顯示，HiTA-CAR-T細胞在小鼠體內(nèi)未造成on-target肝毒性和全身毒性。相反，傳統(tǒng)CAR-T細胞對小鼠造成嚴重的肝損傷和系統(tǒng)毒性。更重要的是，HiTA-CAR-T細胞在小鼠移植瘤模型中顯著抑制腫瘤的生長或清除腫瘤。
該研究的發(fā)表標志著一種全新的、腫瘤微環(huán)境激活殺傷的CAR-T誕生，將有潛力成為不同實體瘤有效治療手段。
實驗部分
取人源化小鼠模型肝組織，分別于T細胞轉(zhuǎn)移后第0/3/7d石蠟包埋切片。利用TissueGnostics公司TissueFAXS 系統(tǒng)分別對免疫熒光、HE染色的肝組織樣本獲取圖像，TissueQuest定量分析軟件對表達HER2的肝細胞、T細胞及CAR+T細胞數(shù)量，腫瘤缺氧區(qū)面積進行定量分析。研究證實HiTA-CAR-T細胞對人Her2抗原誘導的小鼠肝細胞無全身毒性作用。
（1）檢測Her2在肝細胞中的動態(tài)表達。
(2)T細胞轉(zhuǎn)移后7天小鼠血清中T細胞系統(tǒng)細胞因子的釋放。有代表性的肝組織切片進行HE染色。黑色箭頭表示炎性病變(右）
此部分實驗主要分析T細胞表面CD3和CAR分子的共表達強度。利用TG公司的TissueFAXS系統(tǒng)對肝組織切片進行全景組織掃描，從組織原位對CD3和CAR分子的共表達強度進行精準化分析。
TG公司的TissueFAXS系統(tǒng)有效解決了傳統(tǒng)技術(shù)單視野分析的局限性，以及細胞識別的準確性問題，依托于圖像數(shù)據(jù)的位置，形態(tài)信息可視化的優(yōu)點進而實現(xiàn)了細胞形態(tài)、空間位置信息量化, 極大的增強了文章的可信度。
(B)肝組織T細胞表面CD3和CAR分子的免疫熒光染色。白色箭頭表示CD3+CAR+T細胞。CAR，嵌合抗原受體；EF1α，真核延長因子1-α；HITA，缺氧誘導轉(zhuǎn)錄擴增。
· TissueFAXS Cytometry技術(shù) ·
TissueFAXS Cytometry技術(shù)能夠在單細胞、組織結(jié)構(gòu)、細胞空間信息等多個層面對組織樣本進行定位、定性、定量分析，精確定量微環(huán)境中發(fā)揮不同功能的特定細胞及其位置，對腫瘤微環(huán)境進行多靶點的數(shù)據(jù)分析，為CAR-T，免疫治療，腫瘤逃逸及其耐藥性分析提供了強大的技術(shù)支撐。
文章來源：TissueGnostics
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