CAR-T疗法再升级，CAR-T细胞凝聚识别低抗原表达癌细胞

CAR-T细胞疗法通过改造患者的T细胞，使其表达能够特异性识别并攻击癌细胞的嵌合抗原受体（CAR），已在血液系统恶性肿瘤治疗中取得显著成效。然而，该疗法在实体瘤治疗中效果有限，尤其是面对低抗原表达的癌细胞时，由于CAR-T细胞需要与癌细胞表面抗原结合才能激活，低抗原表达的癌细胞难以被有效识别和攻击，导致CAR-T细胞的信号传导效率低下，细胞毒性因子释放减少，杀伤活性降低。内在无序区域（IDR）是一类在蛋白质中广泛存在的区域，不具有固定的三维结构，但能通过弱的分子间和分子内相互作用形成生物分子凝聚体，富集和组织效应分子以促进细胞信号传导。

耶鲁大学苏晓磊团队构建了IDR-CAR融合蛋白，旨在增强CAR-T细胞对低抗原表达癌细胞的识别和杀伤能力，并通过体外和体内实验评估其功能，同时揭示其作用机制。相关内容以“IDR-induced CAR condensation improves the cytotoxicity of CAR-Ts against low-antigen cancers”为题发表在《Nature Chemical Biology》上。

【主要内容】

IDR-CAR融合蛋白的构建与表征

研究者们选择了FUS、EWS和TAF15等IDR，将其融合到CAR的C末端，构建了IDR-CAR融合蛋白。通过流式细胞术检测CAR的表达，发现融合IDR并未影响CAR的细胞表面表达。利用TIRF显微镜观察CAR在细胞表面的凝聚情况，结果显示FUS、EWS和TAF15 IDR显著增强了CAR的凝聚，且这种凝聚在静息和激活状态下均更为明显。此外，通过荧光恢复后光漂白（FRAP）实验发现，EWS IDR形成的凝聚体更为稳定，这表明不同IDR在CAR凝聚的稳定性和动态性上存在差异。

图1 IDR促进T细胞表面的CAR缩合

IDR-CAR融合蛋白对CAR-T细胞功能的影响

体外实验表明，FUS和EWS IDR-CAR-T细胞对低抗原表达的Nalm6细胞和Raji B细胞展现出更高的细胞毒性，这与它们分泌更多细胞毒性因子（如颗粒酶A、颗粒酶B、穿孔素、FasL和IFNγ）相关。在体内实验中，FUS IDR-CAR-T细胞在CD19低表达的Raji B细胞衍生的异种移植模型中表现出更好的抗肿瘤效果，且未观察到自发激活现象。此外，FUS IDR-CAR-T细胞在治疗过程中还伴随着T细胞耗竭标志物（如LAG3、PD1）表达的降低，这可能有助于维持CAR-T细胞的持久活性。

图2 IDR在体外和体内增强CD19 CAR-T的细胞毒性

IDR-CAR融合蛋白的作用机制

研究进一步探讨了IDR-CAR融合蛋白增强CAR-T细胞功能的分子机制。通过细胞共轭实验发现，IDR-CAR-T细胞与癌细胞的结合能力更强。利用z-Movi细胞粘附仪测量细胞间结合的机械强度，结果显示IDR-CAR-T细胞与癌细胞之间的结合力更强。此外，通过共聚焦显微镜观察到IDR-CAR-T细胞与癌细胞结合时，CD45（一种抑制CAR信号传导的磷酸酶）从免疫突触中排除得更彻底，这有助于增强CAR-T细胞的信号传导。在CAR-T细胞与癌细胞结合后，IDR-CAR-T细胞展现出更强的膜近端信号传导，包括CD3ζ和LAT的磷酸化，这表明IDR通过促进CAR-T细胞与癌细胞的结合、增强免疫突触的形成和信号传导，从而提高了CAR-T细胞对低抗原表达癌细胞的识别和杀伤能力。

图3 IDR促进CAR-T突触的形成、机械强度和信号传导

【全文总结】

本研究表明IDR-CAR融合蛋白能够显著增强CAR-T细胞对低抗原表达癌细胞的识别和杀伤能力，其作用机制涉及促进CAR的凝聚、增强CAR-T细胞与癌细胞的结合、提高免疫突触的形成和信号传导效率。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41589-025-02031-x

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