Cell Stem Cell：阻斷TGF-β信號，是iPSC-NK細胞治療肝癌所必須的

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作者：Dan Kaufman 來源：生物世界

2024-07-10

肝細胞癌（HCC）是最常見的原發(fā)性肝癌類型，是一種高度致死的惡性腫瘤，5年生存率低于20%。因此，該進治療方案是非常必要的。雖然索拉非尼和其他激酶抑制劑等靶向藥物被用于治療肝細胞癌，但這些療法通常無法治愈。免疫療法（例如阿替利珠單抗）聯(lián)合血管內皮生長因子（VEGF）抑制（貝伐珠單抗）目前是肝細胞癌的一線療法，但療效仍不高。

肝細胞癌（HCC）是最常見的原發(fā)性肝癌類型，是一種高度致死的惡性腫瘤，5年生存率低于20%。因此，該進治療方案是非常必要的。雖然索拉非尼和其他激酶抑制劑等靶向藥物被用于治療肝細胞癌，但這些療法通常無法治愈。免疫療法（例如阿替利珠單抗）聯(lián)合血管內皮生長因子（VEGF）抑制（貝伐珠單抗）目前是肝細胞癌的一線療法，但療效仍不高。

基于細胞的免疫療法被提出作為解決這一未滿足的臨床需求的一種選擇。然而，使用T細胞和自然殺傷（NK）細胞療法來治療實體瘤仍然具有挑戰(zhàn)性。這些挑戰(zhàn)包括腫瘤異質性、免疫細胞向腫瘤的充分轉運以及免疫抑制性的腫瘤微環(huán)境（TME）。在腫瘤微環(huán)境（TME）中，免疫效應細胞可被多種細胞結合因子和可溶性因子抑制，這些因子損害其生存、活化、增殖和效應功能。之前的研究也顯示，CAR-T或CAR-NK細胞療法對肝細胞癌的臨床治療效果有限。

2024年7月9日，加州大學圣地亞哥分校的研究人員在 Cell 子刊 Cell Stem Cell 上發(fā)表了題為：Disruption of TGF-β signaling pathway is required to mediate effective killing of hepatocellular carcinoma by human iPSC-derived NK cells 的研究論文。

該研究表明，阻斷TGF-β信號，是誘導多能干細胞（iPSC）來源的自然殺傷細胞（iPSC-NK）有效治療肝細胞癌（HCC）所必須的。

Disruption of TGF-β signaling pathway is required to mediate effective killing of hepatocellular carcinoma by human iPSC-derived NK cells 研究論文

NK細胞是一種固有免疫效應細胞，具有殺傷病毒感染細胞和腫瘤細胞的固有能力，無需抗原致敏。NK細胞介導的細胞毒性受一系列激活性和抑制性受體表達調控?；罨腘K細胞可以通過顆粒依賴性途徑釋放顆粒酶和穿孔素，也可以通過死亡受體途徑誘導非顆粒依賴性細胞死亡。

多項臨床試驗已經表明，來自外周血、誘導多能干細胞和臍帶血的同種異體原代NK細胞，無論是否表達嵌合抗原受體（CAR），都相對安全，不會引起任何顯著的毒性，例如細胞因子釋放綜合征（CRS）、神經毒性和移植物抗宿主?。℅vHD）。

該團隊率先使用了誘導多能干細胞（iPSC）來源的自然殺傷（NK）細胞用作標準化的“現(xiàn)貨型”同種異體細胞療法來治療各種惡性腫瘤。iPSC也是一個絕佳平臺，可用于設計嵌合抗原受體（CAR）或其他方法，以提高iPSC來源的NK細胞的抗腫瘤活性。

目前，已有幾種誘iPSC來源的NK細胞療法在臨床試驗中用于治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤和實體瘤，早期研究表明其具有療效和安全性。iPSC-NK細胞為治療肝細胞癌（HCC）等惡性腫瘤提供了一種有吸引力的方法。

轉化生長因子β（TGF-β）在肝細胞癌（HCC）中通常過度表達，提示其在腫瘤促進中發(fā)揮作用。TGF-β還促進間質成纖維細胞的增殖，而這是肝細胞癌已知的晚期特征。此外，肝細胞癌來源的TGF-β的作用以及免疫抑制細胞（例如髓源性抑制細胞和Treg細胞）可直接抑制NK細胞功能，這些細胞也能產生免疫抑制細胞因子（包括TGF-β）。

磷脂酰肌醇蛋白聚糖3（GPC3）是一種硫酸乙酰肝素蛋白聚糖，在肝細胞癌中經常過度表達，但在正常組織中不存在或表達極低。靶向GPC3的CAR-T細胞已證明在體外和體內均具有消除肝細胞癌細胞生長的能力，并正在進行肝細胞癌臨床試驗。

甲胎蛋白（AFP）是一種分泌型糖蛋白，在發(fā)育過程中高度表達，但在成人中表達極低或不存在。靶向AFP的CAR-T細胞也正在進行治療肝細胞癌的研究。

然而，在標準的CAR-T細胞中納入多個基因編輯（這是既抑制TGF-β活性又提供CAR介導的腫瘤細胞靶向所必需的）仍然具有挑戰(zhàn)性，并且在CAR-T細胞中這樣做會產生異質性細胞群。

在這項研究中，研究團隊對iPSC來源的NK細胞進行工程改造以克服TGF-β介導的抑制作用，并結合靶向肝細胞癌（HCC）的嵌合抗原受體（CAR）的表達，以提高其抗腫瘤活性。

研究團隊應用了兩種策略來對iPSC-NK細胞進行工程改造以克服TGF-β的抑制作用，然后結合抗GPC3或抗AFP-CAR以誘導更具特異性的腫瘤殺傷作用。研究團隊發(fā)現(xiàn)，抑制了TGF-β的工程化NK細胞顯示出顯著提高的抗腫瘤活性，而沒有抑制TGF-β的CAR-N細胞并不能導致有效的抗腫瘤活性。

具體來說，研究團隊生產了iPSC-NK細胞，然后將這些細胞要么敲除TGF-β受體2（TGFBR2-KO），要么表達TGF-β受體2的顯性負性形式（TGFBR2-DN），結合靶向GPC3或AFP的嵌合抗原受體（CAR）。

TGFBR2-KO iPSC-NK細胞和TGFBR2-DN iPSC-NK細胞的抗肝細胞癌活性增強。然而，在iPSC-NK細胞上表達抗肝細胞癌的CAR并不能產生有效的抗肝細胞癌活性，除非同時抑制TGF-β活性。

這些研究結果表明，在肝細胞癌中，無論是否表達CAR，抑制TGF-β信號是有效的NK細胞抗腫瘤活性所必須的，對于腫瘤微環(huán)境中TGF-β表達水平較高的其他腫瘤可能也是如此。