近日，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院（中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所）教授程濤、沈俊、王建祥團(tuán)隊(duì)及中山大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授李昕團(tuán)隊(duì)合作圍繞“效率”和“藥效”，開(kāi)發(fā)了人多能干細(xì)胞（hPSC）定向嵌合抗原受體巨噬細(xì)胞（CAR-M）高效誘導(dǎo)分化體系，并通過(guò)聯(lián)合激活固有-適應(yīng)性免疫實(shí)現(xiàn)了hPSC-CAR-M的體內(nèi)強(qiáng)勁抗腫瘤效應(yīng)。相關(guān)研究發(fā)表于《細(xì)胞·干細(xì)胞》。

嵌合抗原受體T細(xì)胞（CAR-T）療法已在血液腫瘤治療中取得了顯著的療效，但在實(shí)體瘤治療中卻進(jìn)展緩慢。相比T細(xì)胞，巨噬細(xì)胞（M）在實(shí)體瘤微環(huán)境中不僅具有較強(qiáng)的腫瘤組織浸潤(rùn)能力，而且具有促進(jìn)抗原提呈和增強(qiáng)T細(xì)胞殺傷活性的作用。

因此，巨噬細(xì)胞有潛力被開(kāi)發(fā)為靶向腫瘤的CAR-M療法，基于CAR-M的免疫細(xì)胞療法是攻克實(shí)體瘤的重要途徑。與原代巨噬細(xì)胞來(lái)源有限相比，hPSC具有自我更新和多向分化潛能且易于基因編輯，為“現(xiàn)貨型”CAR-M的制備提供了可能。

當(dāng)前，hPSC分化產(chǎn)生CAR-M的相關(guān)研究尚處于早期階段，現(xiàn)有分化方法存在周期長(zhǎng)、產(chǎn)量低和細(xì)胞功能差等難題。如何高效地將hPSC誘導(dǎo)分化為具有強(qiáng)抗腫瘤活性的CAR-M是hPSC-CAR-M療法轉(zhuǎn)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

此前，研究團(tuán)隊(duì)已成功建立了一套無(wú)血清、無(wú)基質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)，化學(xué)成分明確的hPSC體外單層造血分化體系。在此早期造血分化研究基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步優(yōu)化開(kāi)發(fā)了hPSC定向巨噬細(xì)胞高效分化體系，該體系可在2-3周內(nèi)誘導(dǎo)單個(gè)hPSC產(chǎn)生6000個(gè)左右的巨噬細(xì)胞，相比現(xiàn)有體系提升效率100倍以上。

為了探究hPSC-M的腫瘤靶向殺傷潛能，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了針對(duì)巨噬細(xì)胞的不同CAR結(jié)構(gòu)，最終發(fā)現(xiàn)基于UBC啟動(dòng)子的CAR能夠持久穩(wěn)定地表達(dá)在hPSC及其分化全過(guò)程，且CAR的轉(zhuǎn)導(dǎo)不影響巨噬細(xì)胞分化。在此基礎(chǔ)上，研究人員進(jìn)一步評(píng)估了hPSC-CAR-M的體外腫瘤靶向殺傷潛能，發(fā)現(xiàn)hPSC-CAR-M不僅能吞噬和殺傷血液腫瘤細(xì)胞，而且能夠殺傷乳腺癌和卵巢癌細(xì)胞。

為了探究hPSC-CAR-M的體內(nèi)抗腫瘤活性，研究團(tuán)隊(duì)首先對(duì)hPSC-CAR-M的體內(nèi)持久性及腫瘤浸潤(rùn)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)hPSC-CAR-M具有較強(qiáng)的體內(nèi)持久性（>60天）和腫瘤浸潤(rùn)性。然而，在荷瘤小鼠體內(nèi)hPSC-CAR-M抗腫瘤活性受抑，顯著下調(diào)M1型巨噬細(xì)胞相關(guān)表型和信號(hào)。通過(guò)進(jìn)一步驗(yàn)證和優(yōu)化發(fā)現(xiàn)單磷酰脂質(zhì)A（MPLA）和干擾素γ（IFN-γ）體內(nèi)聯(lián)合注射可以激活hPSC-CAR-M，從而增強(qiáng)hPSC-CAR-M抗腫瘤功能，包括顯著降低腫瘤負(fù)荷和延長(zhǎng)小鼠生存期。

考慮到巨噬細(xì)胞具有促進(jìn)抗原提呈和增強(qiáng)T細(xì)胞殺傷活性的作用，研究團(tuán)隊(duì)接下來(lái)探索了hPSC-CAR-M可否通過(guò)激活T細(xì)胞啟動(dòng)適應(yīng)性免疫應(yīng)答進(jìn)一步增強(qiáng)抗腫瘤效應(yīng)。

研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合hPSC-CAR-M共同輸注的T細(xì)胞能獲得部分脫顆粒潛能，并產(chǎn)生體外腫瘤殺傷能力。進(jìn)一步，在淋巴瘤異種移植小鼠模型中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)聯(lián)合T細(xì)胞輸注，能進(jìn)一步增強(qiáng)hPSC-CAR-M體內(nèi)抗腫瘤療效，包括顯著降低腫瘤負(fù)荷和延長(zhǎng)小鼠生存期。

最后，為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)hPSC-CAR-M的抗實(shí)體瘤作用，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了人乳腺癌和卵巢癌異種移植小鼠模型，并發(fā)現(xiàn)聯(lián)合激活固有-適應(yīng)性免疫可顯著降低實(shí)體瘤負(fù)荷和延長(zhǎng)小鼠生存期。

研究人員表示，該研究提供了可顯著提升hPSC-CAR-M分化效率和抗腫瘤活性的可行性策略，為探究CAR-M腫瘤免疫治療奠定了方法學(xué)和理論學(xué)基礎(chǔ)，具有較大的轉(zhuǎn)化應(yīng)用前景。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.stem.2024.04.012

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)