Angew. Chem. Int. Ed.| 一个适体功能化的DNA电路，以建立T细胞和癌细胞之间的人工相互作用
嵌合抗原受体(CAR) T细胞在实验室中通过基因工程来表达重组跨膜蛋白，是操纵细胞间反应模式的典型实例因此，通过整合抗原识别和T细胞激活到一个信号通路，CAR – T细胞可以直接结合并杀死癌细胞。然而，car的实验室工程复杂、耗时且可能有风险，这对其充分的免疫治疗潜力构成了挑战在此，我们假设了另一种方法，目的是通过控制固有受体的功能行为来操纵细胞间反应网络。为了实现这一目标，我们转向DNA电路，它能在分子水平上实现可编程逻辑操作，在生物调控方面显示出很大的潜力然而，很少有人被用来操纵细胞间反应网络，包括信号的感知、处理和传输。
近日，湖南大学谭蔚宏院士团队在Angewandte Chemie上发表题为“An Aptamer-Functionalized DNA Circuit to Establish an Artificial Interaction between T Cells and Cancer Cells”的研究论文
doi.org/10.1002/anie.202307656
该研究开发了一个适配体功能化的DNA电路来调节T细胞和癌细胞之间的相互作用。
工作原理图
该DNA电路由识别-触发和聚集-激活两个模块组成。为了检测癌相关抗原的存在，选择了在3’端具有不同延伸序列的适配体Sgc8c (ASn，“n”表示整个探针的序列长度)作为识别配体，它特异性地与蛋白酪氨酸激酶7 (protein tyrosine kinase 7, PTK7)结合，许多癌细胞膜上高表达的。为了诱导癌症特异性T细胞刺激，一个与ASn部分互补的DNA链被设计为触发元素，称为Tr，最初通过形成稳定的ASn-Tr双链结构被阻断。
为了控制T细胞的活性，CD28，一种能够在T细胞激活时产生共刺激信号的免疫受体。CD28受体的聚集可促进T细胞活化，信号转导幅度增加，这是许多其他免疫受体的共识，如CD3和T细胞受体(T cell receptor, TCR)在受体操作方面，利用延伸片段合成了一种cd28特异性2’-氟修饰RNA适配体，用于通过DNA杂交将两个DNA单体H1和H2结合(合成的探针分别命名为Apt – H1和Apt – H2)。ASn与ptk7阳性癌细胞特异性结合后，会发生构象转换，释放Tr，释放Tr后触发Apt-H1和Apt-H2之间的杂交链反应(HCR)，诱导CD28受体聚集，从而促进T细胞活化，提高肿瘤杀伤能力。作为概念验证了这种适配体功能化的DNA电路在癌症导向的T细胞刺激和基于T细胞的癌症特异性杀伤方面的潜力，为免疫治疗提供了一种新的系统。
体外识别和引发模块的验证。
体内验证聚集和激活模块。
模块在体内的整体验证。
活体抗癌肿瘤效率。
综上所述，为了提高基于T细胞的癌症治疗的及时性和有效性，CAR – T细胞被癌细胞直接激活正成为一种有吸引力的策略，但在一定程度上受到复杂和潜在风险的基因修饰过程的影响。报告了一个适配体功能化的DNA电路，允许控制T细胞和癌细胞之间的相互作用模式，而不涉及基因工程。证明了T细胞的活性可以通过基于aptamerer的目标癌细胞识别和随后释放的触发链来诱导CD28受体的聚集来促进。作为一种正反馈，受刺激的T细胞可以在体内和体外诱导增强对目标癌细胞的杀伤。我们证明了癌细胞促进T细胞刺激的概念，使用共刺激受体CD28作为模型免疫调节剂。通过重新设计DNA回路，靶向CD3、TCR等主要信号受体，有望进一步提高免疫效果。结合DNA的高可编程性和适配体技术的快速发展，该DNA电路可以扩展到操纵其他细胞表面受体，从而为调节细胞相互作用网络以及开发基于细胞的治疗提供了新的范式。
编辑：王本初
侵权请联系