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Cell子刊:缺氧,讓T細(xì)胞抗癌功能更強(qiáng)大!或有助于CAR-T對抗實(shí)體瘤



高原訓(xùn)練法是一種在低氧環(huán)境中進(jìn)行運(yùn)動訓(xùn)練的方法,這種環(huán)境能更好地鍛煉運(yùn)動員的心血管系統(tǒng),提高最大攝氧量。但是,登山者和耐力運(yùn)動員并不是唯一從高原訓(xùn)練法中獲益的人。事實(shí)證明,免疫系統(tǒng)的抗癌細(xì)胞也可以通過這種類似的方法來提高它們的功能。近日,發(fā)表在Cell Reports上的一項(xiàng)研究中,魏茨曼科學(xué)研究所(Weizmann Institute of Science)的一項(xiàng)研究表明,免疫系統(tǒng)的T細(xì)胞在缺氧后能更有效地破壞癌細(xì)胞。




利用人體自身的免疫系統(tǒng)對抗惡性腫瘤——即癌癥免疫療法在過去的幾年中已經(jīng)開始挽救癌癥患者的生命。比如,前段時(shí)間被FDA批準(zhǔn)上市的CAR-T,通過從患者體內(nèi)分離出T細(xì)胞,在體外對T細(xì)胞進(jìn)行改造,為其裝上能夠特異性識別癌細(xì)胞的“導(dǎo)航”——嵌合抗原受體(CAR)后,再將這類“改裝后的CAR-T細(xì)胞”進(jìn)行擴(kuò)增,回輸?shù)交颊唧w內(nèi),發(fā)揮特異的抗癌作用。迄今為止,這種方法對某些白血病和淋巴瘤效果最好,但無法對抗實(shí)體瘤,這可能是因?yàn)檫@類腫瘤微環(huán)境氧濃度極低:0.5%到5%的氧溶解在細(xì)胞外液——低于大多數(shù)健康器官,與常規(guī)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)箱(細(xì)胞培養(yǎng)液中能溶解20%的氧)相比自然也要低得多。



圖片來源:Cell Reports


1讓T細(xì)胞進(jìn)行“高原訓(xùn)練法”


腫瘤細(xì)胞似乎并不介意氧氣短缺;即使氧氣濃度很低,它們也能有效地利用葡萄糖作為主要的細(xì)胞燃料。但對于T細(xì)胞來說不是這樣,它們很難穿透腫瘤并發(fā)揮殺傷作用。之前的研究表明,在低氧環(huán)境下生長的T細(xì)胞能幫助在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中殺死其他細(xì)胞,但它們真正的抗癌能力從未被測試過。


“殺傷性T細(xì)胞是癌癥免疫治療的步兵,它們鎖定并摧毀癌細(xì)胞,但它們并是不總能成功消除惡性腫瘤,”威茲曼免疫學(xué)部門的組長Guy Shakhar教授說,“我們已經(jīng)證明,通過在缺氧環(huán)境中培育這些T細(xì)胞,我們可以將它們變成更有效的殺手?!?/p>


在這項(xiàng)新的研究中,研究人員讓T細(xì)胞進(jìn)行“高原訓(xùn)練法”——將它們培養(yǎng)在氧氣濃度低至1%的培養(yǎng)箱中。然后研究人員將患黑色素瘤的小鼠分成兩組;其中一組注射了缺氧T細(xì)胞,另一組注射在正常氧氣條件下生長的T細(xì)胞。


2缺氧T細(xì)胞抗癌效果更好


研究發(fā)現(xiàn),缺氧T細(xì)胞在對抗癌癥方面更有效。與用普通T細(xì)胞治療的老鼠相比,缺氧T細(xì)胞治療的小鼠活得更久,它們的腫瘤縮小也更明顯。令人驚訝的是,缺氧T細(xì)胞并非比普通細(xì)胞能更好地滲透腫瘤。它們能更有效對抗癌癥是因?yàn)楹懈咚降钠茐男悦浮w粒酶B(granzyme B),后者可以穿透并殺死癌細(xì)胞。


“就像海拔訓(xùn)練提高了人類的耐力一樣,經(jīng)過‘健體養(yǎng)生’的殺傷性T細(xì)胞變得更加堅(jiān)韌。”Shakhar說。


如果這些發(fā)現(xiàn)在人類T細(xì)胞中得到證實(shí),或許能提供一種增強(qiáng)免疫治療對抗實(shí)體腫瘤的直接手段。Shakhar解釋說:“在細(xì)胞免疫療法中,任何情況下都需要將T細(xì)胞移出并在體外培養(yǎng)。在低氧壓力下培養(yǎng)相對簡單,但是這種對現(xiàn)有臨床方案的微小的或許可以顯著提高治療效果。

End

參考資料:1)Culturing CTLs under Hypoxic Conditions Enhances Their Cytolysis and Improves Their Anti-tumor Function

2)Altitude training for cancer-fighting cells


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