诱导表达IL-18的GPC3-CAR-T细胞对小鼠肝细胞癌的治疗作用

作者：苏靖雯; 骆红; 李宗海; 蒋华

来源：肿瘤, 2020, 40(06): 397-408.

• 癌,肝细胞
• 受体,嵌合抗原
• 白细胞介素18
• 磷脂酰肌醇蛋白多糖3
• 细胞治疗

目的:构建靶向磷脂酰肌醇蛋白多糖3(glypican 3,GPC3)、可诱导表达白细胞介素18(interleukin-18,IL-18)的小鼠嵌合抗原受体修饰T淋巴细胞(chimeric antigen receptor-modified T cells,CAR-T),分别在小鼠体内及体外评价该CAR-T细胞的抗肿瘤作用。方法:采用基因工程技术构建重组GPC3-mBBZ和GPC3-mBBZ-mNFAT6-mIL18反转录病毒载体,并用病毒感染法制备CAR-T细胞。分别采用FCM和蛋白质印迹法检测病毒感染后T细胞中CAR的表达情况;实时荧光定量PCR检测GPC3蛋白激活后的CAR-T细胞中IL-18 mRNA的表达水平。采用非放射性细胞毒性实验和ELISA法评价CAR-T细胞对Hepa1-6-GPC3细胞特异性免疫杀伤作用。采用FCM法检测诱导表达IL-18对T细胞CD4/CD8分化及抗凋亡能力的影响。在建立的 GPC3阳性肝细胞癌Hepa1-6-GPC3细胞皮下移植瘤小鼠模型中评价GPC3-mBBZ-mNFAT6-mIL18 CAR-T细胞的体内抗肿瘤作用。通过免疫组织化学染色和CAR拷贝数检测分析CAR-T细胞在肿瘤组织内的浸润和存活情况。采用FCM法检测小鼠肿瘤浸润T细胞的表型。结果:成功构建反转录病毒载体GPC3-mBBZ和GPC3-mBBZ-mNFAT6-mIL18,并制备获得CAR-T细胞。激活后的GPC3-mBBZ-mNFAT6-mIL18 CAR-T细胞可有效表达IL-18 mRNA(P<0.05)。相较于GPC3-mBBZ CAR-T细胞,GPC3-mBBZ-mNFAT6-mIL18 CAR-T细胞对GPC3阳性肝细胞癌具有更强的特异性杀伤能力(P<0.01)和抗凋亡能力,而且存活细胞数明显增多(P<0.05)。与未经处理的T细胞相比,GPC3-mBBZ CAR-T细胞和GPC3-mBBZ-mNFAT6-mIL18 CAR-T细胞均能有效抑制甚至清除小鼠GPC3阳性肝细胞癌移植瘤(P值均<0.05),抑瘤率分别为85.7%和70.7%;而且,与GPC3-mBBZ CAR-T细胞相比,GPC3-mBBZ-mNFAT6-mIL18 CAR-T细胞在肿瘤组织内的浸润明显增多(P<0.05)。GPC3-mBBZ-mNFAT6-mIL18 CAR-T细胞组中肿瘤浸润T细胞低表达程序性死亡受体1,高表达颗粒酶B,且CD8~+ T细胞所占比例增高。结论:GPC3-mBBZ-mNFAT6-mIL18 CAR-T细胞在GPC3阳性的肝细胞癌皮下移植瘤小鼠模型中显示出优于GPC3-mBBZ CAR-T细胞的抗肿瘤作用,其主要通过促进T细胞在肿瘤组织中的浸润与存活,以及抑制CAR-T细胞的凋亡和耗竭来增强抗肿瘤效果。

• 单位
  上海交通大学; 生物医学工程学院; 上海市肿瘤研究所; 癌基因与相关基因国家重点实验室; 上海交通大学医学院附属仁济医院