【单细胞转录组】免疫积累-通过单态性MHC I类相关蛋白MR1可实现普遍性T细胞肿瘤靶向


part1

Michael 团队在进行免疫细胞的实验时,发现有一类T细胞克隆(MC.7.G5),它在一种肺癌细胞系——A549细胞的刺激下能够发生增殖,说明这个T细胞克隆能够识别A549肿瘤细胞并产生反应,从外周血中分离到对癌细胞A549产生反应的MC.7.G5细胞克隆,细胞数量增殖7倍(如下图):



part2

TNF(全称肿瘤坏死因子,Tumor Necrosis Factor)是一种能够直接杀伤肿瘤细胞而对正常细胞无明显毒性的细胞因子,不耐热,70℃环境下30min失活。是迄今为止所发现的直接杀伤肿瘤作用最强的生物活性因子之一

通过TNF试剂盒进行检测的时候,发现MC.7.G5 在肿瘤细胞系的刺激下分泌肿瘤坏死因子含量增加。



part3


为了研究这个对肺癌细胞有所反应的MC.7.G5细胞,研究团队们将MC.7.G5细胞与10种癌症细胞系(包括肺癌、皮肤癌、血癌、结肠癌、乳腺癌、骨瘤、前列腺癌、卵巢癌、肾癌和宫颈癌)放在一起培养2-3天,发现MC.7.G5对癌细胞的杀伤性高达80%


part4


全基因组CRISPR文库筛选数据分析——MAGeCK 。使用全基因组的CRISPR-Cas9,然后Illumina 测序gRNA的表现度,使用MaGeCK根据所有gRNA的平均log2倍数改变(LFC)和错误发现率(FDR)确定候选基因


通过最新的基因编辑技术CRISPR-Cas9进行人体2万多个基因进行筛选。


crispr文库构建

最终发现1型组织相容性复合物相关蛋白(MR1)在MC.7.G5识别并杀伤癌细胞中起重要作用,敲除MR1的癌细胞不再被MC.7.G5细胞杀死。

Mr1


随后对MR1 进行了敲出实验,发现MR1敲除之后,MC.7.G5对癌细胞的杀伤性明显降低。


Part5

粘膜相关恒定T细胞(Mucosal associated invariant T, MAIT)是一类进化保守的天然免疫T细胞,表达半恒定T 细胞受体(T cell receptor, TCR)Vα7.2-Jα33链。不同于识别特异性肽类抗原的传统T 细胞,MAIT细胞能够识别I 类主要组织相容性复合体相关分子(major histocompatibility complex class I -related molecule, MR1)限制性呈递的、细菌源性的维生素B 类代谢产物,并发挥生物学功能。MAIT细胞参与了人体对抗感染性病原体的免疫防御过程,同时还调控着多种炎症反应性疾病的病理过程,MAIT活化细菌蒙氏分枝杆菌(M.smeg)或肠沙门氏菌血清型鼠伤寒(S.Typhimurium)或MR1配体乙酰-6-甲酰蝶呤(Ac-6-FP)

而MR1 是MAIT Cell典型的表面标志物(如下图)。


这类MC.7.G5和MAIT细胞有什么关系?是MAIT细胞的分支吗?通过FCM发现MC.7.G5在细菌蒙氏分枝杆菌(M.smeg)的刺激下活化程度低(并未大量增殖)。并且在肠沙门氏菌血清型鼠伤寒(S.Typhimurium)的刺激下并未分泌大量TNF。说明MC.7.G5并非MAIT细胞。


Part6

MC.7.G5细胞克隆加入到正常组织细胞中,对正常组织细胞没有影响。

part7

研究人员接下来检测了MC.7.G5体内靶向癌症的能力,将Jurkat白血病细胞移植到NSG小鼠体内,再转移MC.7.G5。然后在T细胞转移后第12天和第18天分析骨髓样本的MC.7.G5和Jurkat细胞频率。结果显示MC.7.G5在体内可以维持其对癌细胞的反应性,从而减少癌症负担并提高生存率 

Part8

研究人员从IV期黑色素瘤患者的PBMC中纯化了T细胞,并通过MC.7.G5 TCR慢病毒转导了T细胞,从而识别并杀死了自体和非自体黑色素瘤


END 

MC.7.G5 TCR可以重定向患者的T细胞以杀死癌细胞,而无需特定的HLA。并且对正常的细胞没有杀伤作用。有可能是万能癌症杀手。


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