《Nature Communications》:TIGIT disruption rescues the antitumor activity of low avidity TCR-engineered T cells by increasing TCR signal strength
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本研究針對低親和性T細胞在過繼性T細胞療法(ACT)中療效不足的難題,通過堿基編輯技術敲除T細胞抑制性受體TIGIT,顯著增強了低親和性TCR工程化T細胞對抗胰腺導管腺癌(PDAC)的能力。研究發現TIGIT缺失通過強化TCR信號轉導促進免疫突觸穩定,使低親和性T細胞產生與高親和性細胞相當的脫顆粒活性和持久抗腫瘤效果,為拓展TCR-T細胞療法在實體瘤治療中的應用提供了新策略。
在腫瘤免疫治療領域,過繼性T細胞療法(Adoptive T Cell Therapy, ACT)已成為突破性的治療手段。然而該療法面臨一個關鍵瓶頸:從癌癥患者體內分離的高親和性腫瘤特異性T細胞數量稀少,而低親和性T細胞又難以有效殺傷腫瘤細胞。這一困境在胰腺導管腺癌(Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC)等實體瘤中尤為突出。面對腫瘤微環境的抑制機制,T細胞功能易出現耗竭(exhaustion)狀態,其中T細胞免疫球蛋白和ITIM結構域(TIGIT)作為關鍵抑制性受體,在浸潤胃腸腫瘤的耗竭CD8+T細胞上高表達,進一步削弱T細胞活性。
為破解這一難題,研究人員將目光投向TIGIT這一免疫檢查點。通過前沿的堿基編輯(base editing)技術對低親和性T細胞受體(T Cell Receptor, TCR)工程化T細胞進行TIGIT基因敲除,研究團隊發現這一操作能有效挽救低親和性T細胞抗腫瘤功能。機制研究表明,TIGIT缺失增強了弱TCR信號引發的細胞內信號轉導,促進細胞骨架重排,進而提升T細胞親和性并穩定免疫突觸(immunological synapse)形成。這一系列分子水平的變化最終轉化為強大的抗腫瘤效果:經TIGIT敲除處理的低親和性T細胞展現出與高親和性T細胞相當的脫顆粒(degranulation)能力,并在雄性小鼠模型中表現出持久且強效的抗腫瘤活性。
該研究發表于《Nature Communications》,主要采用堿基編輯技術構建TIGIT敲除的T細胞模型,通過體外TCR信號強度檢測、免疫突觸形態觀察、細胞脫顆粒實驗等分子免疫學方法,并結合PDAC雄性小鼠模型進行體內抗腫瘤功能驗證。
研究結果
TIGIT缺失增強低親和性TCR工程化T細胞的細胞毒性
通過比較TIGIT敲除與野生型低親和性T細胞對PDAC細胞的殺傷效果,研究發現TIGIT缺失組T細胞溶解腫瘤細胞的能力顯著提升,其細胞毒性強度與高親和性T細胞相當。這表明靶向TIGIT可有效彌補低親和性T細胞的功能缺陷。
TIGIT調控TCR信號通路的分子機制
利用磷酸化流式細胞術檢測TCR下游信號分子發現,TIGIT敲除增強了弱TCR engagement引發的PLCγ1和ERK磷酸化水平。進一步研究表明,這種信號增強促進了F-肌動蛋白聚合和細胞骨架重組,為免疫突觸穩定提供了結構基礎。
免疫突觸穩定性與T細胞功能關聯分析
通過高分辨率顯微鏡觀察T細胞-腫瘤細胞接觸界面,發現TIGIT敲除低親和性T細胞形成的免疫突觸更穩定,突觸內信號分子聚集時間延長。這種結構改善直接關聯到更高效的細胞因子分泌和脫顆粒反應。
體內抗腫瘤效果持久性驗證
在PDAC荷瘤雄性小鼠模型中,輸注TIGIT敲除低親和性T細胞的小鼠腫瘤生長顯著抑制,生存期延長。重要的是,這種抗腫瘤效果在觀察期內保持穩定,且處理組小鼠未見明顯自身免疫反應,證實該策略的治療安全性。
研究結論與意義
本研究首次揭示TIGIT缺失通過增強TCR信號通路重塑低親和性T細胞功能的分子機制。不僅闡明了TIGIT在調控免疫突觸穩定性中的新功能,更為拓展ACT療法在實體瘤治療中的應用提供了創新策略。通過堿基編輯技術靶向TIGIT,可有效突破天然高親和性T細胞稀缺的限制,大幅拓寬TCR工程化T細胞的臨床應用潛力,對胰腺癌及其他TIGIT高表達實體瘤的治療具有重要轉化價值。