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Cell Stem Cell丨井然等揭示G9a抑制剂增强iPSC-CAR-T细胞抗肿瘤活性，推动iPSC衍生免疫疗法

BioArt · 公众号 · 生物 · 2024-11-06 00:01

正文

免疫治疗，特别是嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法，在癌症治疗方面展现了巨大的潜力。然而，传统CAR-T细胞疗法常依赖于自体T细胞，面临来源有限、生产周期长、成本高等问题。人类诱导多能干细胞（iPSCs）作为一种稳定且无限增殖的细胞来源，有望克服这些瓶颈，从而推动“现货”型（off-the-shelf）CAR-T细胞的开发。这种“现货”型的CAR-T疗法可实现规模化生产、即用即取，且适用于更多患者。然而，当前的iPSC衍生CAR-T细胞在分化成熟和功能性方面仍存在挑战，尤其是iPSC衍生的T细胞通常表现出类似γδT细胞的特征，缺乏外周血中成熟αβT细胞的强大功能，因此，从iPSCs生成完全成熟的T细胞仍然是一项重大挑战。限制了其临床应用前景。

2024年11月5日，哈佛大学医学院George Daley团队（井然博士为第一作者）在Cell Stem Cell杂志发表了文章Maturation and persistence of CAR T cells derived from human pluripotent stem cells via chemical inhibition of G9a/GLP，揭示了G9a/GLP抑制剂在iPSC衍生CAR-T细胞生成中的关键作用。2022年，该研究团队在Cell Stem Cell发表了一个完全不依赖基质细胞的T细胞分化平台（stroma-free），这一项开创性突破不但有效简化了iPSC到T细胞的分化流程，还显著提高了分化效率和成熟度，为后续的高通量筛选奠定了基础（详见BioArt报道：Cell Stem Cell 封面文章 | 免疫细胞治疗新突破！井然等成功研发基于干细胞的新型CAR-T细胞疗法）。通过这一高效的平台，研究团队得以在iPSC-T细胞分化的特定阶段进行了系统筛查，揭示了在T细胞发育过程中尚未被充分理解的关键机制，拓展了对T细胞分化的基础性理解，并为细胞疗法的开发带来了新的路径。

研究人员通过小分子筛选确定了组蛋白赖氨酸甲基转移酶G9a/GLP作为影响淋巴细胞发育的抑制性表观遗传调控因子。研究发现，抑制G9a/GLP可促进从iPSC衍生的造血内皮细胞（HECs）生成T细胞。ATAC-seq和RNA-seq分析显示，G9a/GLP抑制会调控与淋巴分化相关的染色质可及性和基因表达模式，从而影响HECs在髓系和淋巴系谱之间的命运决策。此外，研究还表明G9a/GLP抑制能够增强斑马鱼中的淋巴生成，证实了G9a/GLP在T细胞发育中的作用具有进化上的保守性。

更重要的是，G9a/GLP抑制实现了化学诱导的表观遗传重编程，使得生成的iPSC衍生T细胞在分子特征上接近于外周血中的成熟αβT细胞。单细胞RNA测序分析进一步揭示，这些iPSC衍生的T细胞在激活后能够产生效应和记忆样T细胞亚群。当这些表观遗传重编程的iPSC衍生T细胞被通过细胞工程手段制备成anti-CD19 CAR T细胞后，表现出增强的效应反应，并在体外和异种移植的淋巴瘤小鼠模型中表现出显著的抗肿瘤活性。值得一提的是，该研究使用了更为严格的肿瘤细胞多次注射的方法来模拟复发性肿瘤，并且证明经过表观遗传调控的iPSC-CAR-T细胞表现出记忆样T细胞特性，并能够持久存活并诱导长期的肿瘤缓解。

该研究揭示了G9a/GLP介导的表观遗传修饰在T细胞发育过程中的新的调节机制和加速T细胞分化和提升抗肿瘤活性方面的潜力。这一发现进一步证明了iPSC细胞在发育生物学和转化医学研究中的重要应用。此前，该研究团队发表于2022年的EZ-T细胞平台成功促成了了和波士顿地区生物技术公司之间的合作研发以实现“现货”型CAR-T细胞的临床应用。此次基于G9a/GLP抑制剂小分子重编程的T细胞分化技术更适用于大规模生产，有望进一步促进iPSC衍生细胞在癌症免疫疗法中的应用，为未来癌症治疗提供更具可行性和创新性的解决方案。