分享自:

迈向靶向抗衰老疗法:uPAR-CAR T细胞在衰老相关疾病中的治疗潜力

期刊:Signal Transduction and Targeted TherapyDOI:10.1038/s41392-020-00268-7

本期为您解读的是一篇发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上的研究亮点(Research Highlight)文章,题为《向靶向衰老细胞清除疗法迈进一步:uPAR-CAR T细胞治疗衰老相关疾病的潜力》(A step further towards targeted senolytic therapy: therapeutic potential of uPAR-CAR T cells for senescence-related diseases)。该文由北京大学药学院的黄雨佳和北京大学药学院分子与细胞药理学系及天然药物及仿生药物国家重点实验室的刘涛共同撰写,于2020年发表。这篇文章并非一项原始研究,而是一篇对Amor等人在《Nature》上发表的突破性研究的深度解读与评论,属于科学评论或研究亮点(类型B)。因此,本篇报告将围绕该评论文章所介绍的核心观点、证据和意义进行详细阐述。

本文的核心议题是探讨一种全新的、靶向衰老细胞的免疫治疗策略。文章开篇即点明了一项重大发现:尿激酶型纤溶酶原激活物受体(urokinase-type plasminogen activator receptor, uPAR)是一种在细胞衰老过程中广泛且特异性上调的细胞表面标志物。基于此发现,Amor等人开创性地设计了一种靶向uPAR的嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor, CAR)T细胞,用以在体内外特异性清除衰老细胞,并在小鼠模型中验证了其对肺腺癌和肝纤维化的显著疗效,为衰老相关疾病提供了崭新的治疗思路。

关于研究背景与立论依据,文章首先系统阐述了细胞衰老(cell senescence)的生物学基础。细胞衰老是一种涉及永久性生长停滞、抗凋亡及获得衰老相关分泌表型(senescence-associated secretory phenotype, SASP)的复杂细胞状态,可由DNA损伤、活性氧、癌基因激活等多种应激信号诱导。这一过程在胚胎发育和肿瘤抑制中扮演重要角色,但衰老细胞的累积也被证实是多种慢性疾病和年龄相关病理的诱因。目前,抗衰老药物(senolytic drugs)虽然在动物模型中显示出消除衰老细胞、缓解疾病表型的潜力,但其普遍存在的脱靶毒性(off-target toxicity)限制了其临床应用。因此,寻找下一代特异性更强的靶向疗法成为该领域的迫切需求,而CAR T细胞疗法凭借其精准靶向能力,为清除衰老细胞开辟了全新路径。

文章的核心内容在于提炼并论证了Amor等人研究的四个主要发现与观点。每个观点都依托于详实的实验证据。 第一个主要观点是,研究者成功鉴定了uPAR作为衰老细胞的广谱特异性表面标志物。为了寻找能作为治疗靶点的分子,该研究团队通过比较三种不同衰老模型——治疗诱导衰老(therapy-induced senescence, TIS)、癌基因诱导衰老(oncogene-induced senescence, OIS)以及造血干细胞中的复制诱导衰老(replication-induced senescence, RIS)——的RNA测序(RNA-sequencing)数据集,发现了八个共同上调的细胞表面分子候选基因。随后,通过排除在非衰老细胞和重要生命组织中高表达的基因,他们最终筛选出编码uPAR的PLAUR基因作为最佳候选,并证实其在衰老小鼠和人类细胞中均表达上调。进一步的验证实验覆盖了体外、小鼠模型乃至患有肝纤维化、骨关节炎、糖尿病和特发性肺纤维化等衰老相关疾病的患者组织,结果一致表明uPAR在衰老细胞表面过表达,从而强有力地确立了uPAR作为一个特异性且广谱的衰老细胞表面标志物的地位。 第二个主要观点是,研究团队成功构建了靶向uPAR的CAR T细胞,并验证了其体外特异性杀伤能力。借鉴CAR T细胞在血液肿瘤治疗中的成功经验,研究者将抗小鼠uPAR的单链可变片段(single-chain variable fragment, scFv)与人CD28共刺激结构域和CD3ζ(h.28z)信号结构域连接,导入人T细胞,制备了senolytic CAR T细胞。实验结果证明,这些CAR T细胞能够对uPAR阳性的衰老细胞产生特异且高效的细胞毒性。 第三个主要观点聚焦于体内疗效,即uPAR-CAR T细胞在肿瘤与纤维化模型中的双重治疗效果。在肝脏肿瘤模型中,研究者利用癌基因诱导的肝细胞衰老免疫缺陷小鼠,证实了uPAR-CAR T细胞能有效清除衰老细胞。更为创新的是,在免疫健全的实体瘤模型中,他们将CAR T细胞疗法与衰老诱导剂(MEK和CDK4/6抑制剂)联合使用,这种组合策略极大地改善了治疗效果,为实体瘤治疗提供了新范式。此外,研究还拓展至非肿瘤的衰老相关疾病。在四氯化碳(CCl4)诱导和非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis, NASH)诱导的肝纤维化这两个慢性组织病理模型中,全鼠源化的uPAR-CAR T细胞均表现出显著疗效,不仅能高效清除衰老细胞、减少纤维化,还能改善肝脏功能。这两个独立疾病模型的成功,系统性阐明了该疗法的广泛应用潜力。 第四个主要观点涉及安全性评估,揭示了该疗法的潜在风险与未来优化方向。研究中的剂量探索实验表明,虽然有效剂量的治疗未显现毒性,但接受超治疗剂量uPAR-CAR T细胞的小鼠出现了短暂的体温过低和体重下降,并伴随血清中白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)和干扰素-γ(interferon-γ, IFN-γ)等细胞因子水平的升高,这与CAR T细胞治疗中已知的细胞因子释放综合征(cytokine release syndrome, CRS)类似。这一发现明确指出,即使是在非肿瘤应用领域,安全性问题仍是CAR T细胞疗法临床转化的关键考量因素。

文章的最后部分总结了该研究的深远意义和潜在价值。这一研究最核心的科学价值在于,它首次揭示了uPAR可以作为衰老细胞的通用表面标志物,并以此为靶点,概念验证性地展示了通过CAR T细胞实现衰老细胞精准清除的可行性与有效性。这一策略将传统上专注于肿瘤的CAR T疗法成功拓展到了癌症治疗与肝纤维化等慢性衰老相关疾病治疗的双重领域。从应用价值上看,它为开发下一代靶向抗衰老疗法提供了一条极具前景的非传统路径。然而,文章也审慎地指出了临床应用转化的瓶颈,即uPAR-CAR T细胞疗法的安全性特征仍需在临床上进一步优化以最小化其毒性。作者进一步展望,未来可以通过引入安全开关或联合治疗等精细调控策略,对其细胞毒性进行精确控制。同时,随着RNA测序和生物信息学技术的不断发展,在衰老组织中发现更多特异且有效的靶点成为可能,这一新型疗法有望在未来推广至重度动脉粥样硬化、糖尿病和骨关节炎等更广泛的衰老和慢性疾病,从而为延长人类健康寿命带来革命性的影响。

上述解读依据用户上传的学术文献,如有不准确或可能侵权之处请联系本站站长:admin@fmread.com