RUNX2

2型糖尿病（T2DM）是一种全球范围内高发的代谢性疾病，其患者常伴随骨质疏松（diabetic osteoporosis），表现为骨量减少、骨微结构破坏以及骨折风险增加。这种骨质疏松的主要原因是成骨细胞功能受损。然而，T2DM导致成骨细胞功能障碍的分子机制尚未完全阐明，这阻碍了有效治疗策略的开发。 图片来源：https://news.qq.com/rain/a/20211104A0AEO200 近日，南京大学鼓楼医院骨科蒋青/郭保生团队在《Bone Research》（IF=14.3）杂志发表了题为“Enhanced SIRT3 expression restores mitochondrial quality control mechanism to reverse osteogenic impairment in type 2 diabetes mellitus”的研究论文，系统地阐明了SIRT3通过调节线粒体质量控制逆转2型糖尿病骨质疏松的机制，并探索了基于此机制的新型治疗策略。 一、 研究背景 2型糖尿病（T2DM）患者常伴有骨质疏松，表现为骨微结构破坏和骨形成受损。近年来的研究发现线粒体功能障碍与糖尿病及其并发症（如骨质疏松）的发展密切相关。 线粒体自噬（Mitophagy）是细胞内选择性清除损伤或衰老线粒体的自噬过程，以维持线粒体稳态并防止细胞受到损害。当线粒体受到应激（如氧化应激、膜电位丧失或蛋白损伤）时，细胞会激活线粒体自噬，将受损的线粒体包裹进自噬小体（autophagosome），再运送至溶酶体（lysosome）进行降解，从而防止有害的活性氧（ROS）积累和线粒体功能异常。 PINK1（PTEN-induced kinase 1）/PRKN（E3 ubiquitin-protein ligase parkin，泛素连接酶）通路是经典的线粒体自噬调控通路，主要负责识别并标记受损线粒体，促进其降解。当线粒体受损时，PINK1在线粒体外膜上积累，随后招募并激活PRKN，从而启动线粒体自噬。 SIRT3是一种主要的线粒体去乙酰化酶，它影响能量代谢、抗氧化防御和线粒体动态变化。既往研究表明，SIRT3通过调节FOXO3的去乙酰化影响线粒体自噬，并在多种疾病中发挥重要作用。 二、 研究亮点 首次揭示了SIRT3在T2DM相关骨质疏松中的关键作用，阐明了其通过FOXO3/PINK1/PRKN轴调控线粒体自噬的分子机制，为理解T2DM导致的成骨细胞功能障碍提供了新视角。 三、 主要研究结果 1. T2DM环境下成骨细胞功能障碍与线粒体自噬抑制：在通过高脂饮食（HFD）联合链脲佐菌素（STZ）诱导T2DM小鼠模型中，观察到显著的骨量减少和骨微结构破坏（BV/TV、Tb.N下降，Tb.Sp增加）。 在T2DM小鼠和HGPA处理的成骨细胞中，成骨标志物（如RUNX2、COL1A1）表达显著下调，矿化能力降低。 透射电镜（TEM）显示T2DM小鼠成骨细胞中线粒体结构异常，伴随膜电位下降和活性氧（ROS）积累。进一步研究发现，PINK1/PRKN介导的线粒体自噬显著受抑。 2. SIRT3激活改善骨质疏松：在体外实验中，使用SIRT3激动剂Honokiol（HKL）或SIRT3过表达（Lv-Sirt3）可显著恢复HGPA诱导的线粒体自噬抑制，改善成骨细胞分化和矿化能力。MitoTracker染色显示线粒体碎片化减少，PINK1、PRKN和LC3表达显著上调（文章图5）。 文章图5 激活SIRT3可促进线粒体自噬，并改善MC3T3-E1细胞的成骨细胞功能障碍。a. 转染Lv-Ctrl和Lv-Sirt3的MC3T3-E1细胞中SIRT3的相对蛋白和mRNA表达水平。b, c. Lv-Ctrl、Lv-Sirt3、HGPA+Lv-Ctrl和HGPA+Lv-Sirt3组的线粒体代表性图像及定量分析。d. MitoTracker标记的线粒体（深红色）、Mtphagy Dye标记的线粒体自噬（红色）和Lyso Dye标记的溶酶体（绿色）的代表性图像，其中共定位表明线粒体自噬的发生。e. HGPA+Lv-Ctrl和HGPA+Lv-Sirt3组的MC3T3-E1细胞经CCCP刺激6小时后，TOM20（红色）、PRKN（绿色）和MitoTracker（深红色）的代表性免疫荧光染色图像。f, g. 上述各组中线粒体自噬相关蛋白（包括PINK1、PRKN、LC3和SQSTM1）的Western blot图像及定量分析。h. 3次独立重复实验中Alpl、Runx2、Col1a1和Ibsp基因的qPCR分析。i. 上述四组MC3T3-E1细胞的ALP（7天）和ARS（21天）染色的代表性图像及定量分析。j, k. MC3T3-E1细胞中RUNX2、ALP和COL1A1的Western blot结果及定量分析。l, n. 经HGPA、HGPA+HKL和HGPA+mdivi-1处理的MC3T3-E1细胞的ALP染色代表性图像及定量分析。o, m. 不同干预下MC3T3-E1细胞中RUNX2和ALP的Western blot分析。 在体内实验中，通过AAV介导的SIRT3过表达可显著改善T2DM小鼠的骨量和骨微结构，恢复成骨细胞功能（文章图7）。双标记实验显示骨形成速率（MAR）显著提高。 文章图7 Sirt3过表达可拯救HFD&STZ诱导的线粒体自噬缺陷。a. T2DM模型构建示意图。b. 对正常饮食（CTRL）和Sirt3过表达（Sirt3OE）组小鼠的骨切片进行SIRT3免疫组化染色。c. 骨切片的免疫荧光图。d. 对上述各组小鼠的原代成骨细胞进行MitoTracker Green染色，观察线粒体的代表性图像及定量分析。e. 来自CTRL、Sirt3OE、HFD&STZ和HFD&STZ+Sirt3OE小鼠的原代成骨细胞中PINK1和PRKN与线粒体的共定位免疫荧光图。f. 骨组织中PINK1和PRKN的免疫荧光图。g, h. 对各组小鼠骨组织中线粒体自噬标志物的Western blot图像及定量分析。 3. SIRT3通过FOXO3调控线粒体自噬：SIRT3通过去乙酰化FOXO3促进其核转位，增强其对Prkn基因启动子的结合能力，从而上调PRKN表达，恢复线粒体自噬。 四、 研究结论 SIRT3在T2DM相关骨质疏松症中起关键调节作用，其通过去乙酰化FOXO3恢复PINK1/PRKN介导的线粒体自噬，从而改善成骨细胞功能和骨质疏松症状。 SIRT3/FOXO3轴是调节成骨细胞线粒体稳态的重要机制，可能成为治疗糖尿病性骨质疏松症的潜在靶点。 本研究用到的病毒载体如下： 派真生物有幸为以上研究提供慢病毒包装服务。点击文末“阅读原文/Read more”，即可查阅原文，了解更多实验细节与数据支持。 参考文献 Xian Y, Liu B, Shen T, et al. Enhanced SIRT3 expression restores mitochondrial quality control mechanism to reverse osteogenic impairment in type 2 diabetes mellitus. Bone Research. 2025;13:30. DOI: 10.1038/s41413-024-00399-5 关于派真生物

CAR-T (Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy)，即嵌合抗原受体T细胞免疫疗法。该疗法是一种出现了很多年但近几年才被改良，并使用到临床中的新型细胞疗法。在急性白血病和非霍奇金淋巴瘤的治疗上有着显著的疗效，被认为是最有前景的肿瘤治疗方式之一。正如所有的技术一样，CAR-T技术也经历一个漫长的演化过程，正是在这一系列的演化过程中，CAR-T技术逐渐走向成熟。 这种新的治疗策略的关键之处在于识别靶细胞的被称作嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor, CAR）的人工受体，而且在经过基因修饰后，病人T细胞能够表达这种CAR。在人体临床试验中，科学家们通过一种类似透析的过程提取出病人体内的一些T细胞，然后在实验室对它们进行基因修饰，将编码这种CAR的基因导入，这样这些T细胞就能够表达这种新的受体。这些经过基因修饰的T细胞在实验室进行增殖，随后将它们灌注回病人体内。这些T细胞利用它们表达的CAR受体结合到靶细胞表面上的分子，而这种结合触发一种内部信号产生，接着这种内部信号如此强效地激活这些T细胞以至于它们快速地摧毁靶细胞。 近年来，CAR-T免疫疗法除了被用来治疗急性白血病和非霍奇金淋巴瘤之外，经改进后，也被用来治疗实体瘤、自身免疫疾病、HIV感染和心脏病等疾病，具有更广阔的应用空间。基于此，针对CAR-T 细胞疗法取得的最新进展，小编进行一番盘点！ 1.Nature：临床试验表明靶向GD2的CAR-T 细胞有望治疗弥漫性中线胶质瘤 doi:10.1038/s41586-024-08171-9 在一项新的研究中，一种免疫细胞疗法缩小了儿童的脑瘤，恢复了神经功能，而且对于参加斯坦福大学医学院开展的一项临床试验的一名受试者来说，还消除了一种通常被认为无法治愈的脑癌的所有可检测到的痕迹。这项临床试验是称为CAR-T细胞的工程化免疫细胞治疗实体瘤的首批成功案例之一，为罹患致命脑瘤和脊髓肿瘤的儿童带来了希望，其中包括一种称为弥漫性内生性桥脑胶质瘤（diffuse intrinsic pontine glioma, DIPG）的癌症。 第10号患者的治疗效果及相关结果 2024年10月，这种CAR-T细胞免疫疗法获得了美国食品药品管理局（FDA）颁发的再生医学高级疗法称号，这使得作者能够进入FDA审批程序的快速跟踪版本。 在接受CAR-T细胞治疗的11名参与者中，有9人从中获益。9人在因疾病导致的残疾方面取得了功能性改善。4人的肿瘤体积缩小了一半以上。这四名参与者中有一人获得了完全反应，这意味着他的肿瘤从脑扫描中消失了。虽然现在说他是否已经痊愈还为时过早，但他在确诊四年后依然健康。 论文共同通讯作者兼论文第一作者、斯坦福大学医学院小儿神经肿瘤学教授Michelle Monje博士说，“这是一种普遍致命的疾病，而我们已经找到了一种疗法，可以使肿瘤明显缩小，临床症状明显改善。虽然如何为每位患者优化治疗还有很长的路要走，但有一位患者获得了完全反应，这非常令人兴奋。我希望他已经痊愈了。” 这临床试验中使用的 CAR-T 细胞疗法是斯坦福大学医学院开发的。2018年，Monje团队已发现，DIPG和其他弥漫中线胶质瘤肿瘤细胞会产生大量名为GD2的表面标志物。Mackall团队已设计出靶向GD2的CAR-T细胞，其中GD2也存在于其他一些癌症上。他们发现，在动物模型中，靶向GD2的CAR-T细胞可以根除DIPG肿瘤。 这项新的研究报告了正在进行的一项临床试验的首批13名入选患者的情况，该试验对患有DIPG或脊髓弥漫性中线胶质瘤的患者开放。这些参与者的年龄中位数为15岁，肿瘤确诊时间中位数为参加试验前5个月。其中 10 人患有 DIPG，3 人患有脊髓弥漫性中线胶质瘤。(两名参与者的肿瘤进展太快，以至于在接受CAR-T细胞治疗之前就失去了参加研究的资格）。 2.Nature：重大进展！首批临床试验表明配备IL-15的 GPC3-CAR T 细胞有望更有效治疗实体瘤 doi:10.1038/s41586-024-08261-8 在一项新的研究中，来自贝勒医学院和德克萨斯儿童癌症中心的研究人员报告了针对表达glypican-3 (GPC3)的实体瘤的新型免疫疗法的首批人体1期临床试验结果。他们测试了用白细胞介素-15（IL-15）蛋白增强的嵌合抗原受体（CAR）T细胞。相关研究结果近期发表在Nature期刊上，论文标题为“Interleukin-15-armoured GPC3 CAR T cells for patients with solid cancers”。 GPC3表达评估：免疫组织化学法检测GPC3表达 尽管在一些血液恶性肿瘤中取得了巨大成功，CAR-T细胞对实体瘤患者的疗效有限。临床前研究表明，添加有助于T细胞存活和增殖的IL-15可以提高基于CAR-T细胞的免疫疗法的效果。 在这些临床试验中，这些作者在肝细胞癌（HCC）成人患者（NCT02905188）和表达GPC3的实体瘤（包括HCC）儿童患者（NCT02932956）中测试了共表达IL-15的GPC3特异性CAR-T细胞（下称GPC3-CAR T 细胞）。第一批患者单独接受了 GPC3-CAR T 细胞治疗。他们发现，GPC3-CAR T 细胞是安全的，细胞增殖峰值出现在输注后两周；但没有观察到客观的抗肿瘤反应。 配备IL-15的GPC3-CAR T细胞在第二组患者中进行了评估，这些患者再次包括患有GPC3表达实体瘤的成人（NCT05103631）和儿童（NCT04377932）。参加这些试验的患者的 CAR T 细胞扩增明显增加，33%（4/12）的受试者出现客观抗肿瘤反应，66%（8/12）的受试者病情稳定至少 4 周。接受配备IL-15的GPC3-CAR T细胞治疗的患者发生细胞因子释放综合征的几率较高，不过这种综合征可通过IL-1/IL-6阻断得到控制，或通过激活可诱导的caspase 9安全开关迅速得到改善。 与非应答者相比，应答者的肿瘤浸润GPC3-CAR T细胞显示出 SWI/SNF 表观遗传调节因子的抑制、FOS 和 JUN 家族成员以及 I 型干扰素信号相关基因的上调。这些结果表明，IL-15 能提高患者 GPC3 CAR T 细胞的增殖、瘤内存活率和抗肿瘤活性。 3.Cell Stem Cell：利用脑瘤类器官可以准确地模拟胶质母细胞瘤患者对CAR-T细胞治疗的反应 doi:10.1016/j.stem.2024.11.010 胶质母细胞瘤（GBM）是成年人中最常见、最具侵袭性的癌性脑瘤。GBM患者在确诊后通常只能活12～18个月。尽管进行了数十年的研究，但目前还没有已知的GBM治愈方法，而且批准的治疗方法——如手术、放疗和化疗——在延长预期寿命方面效果有限。 在一项新的研究中，来自宾夕法尼亚大学的研究人员首次使用利用源自GBM患者的肿瘤构建的可在实验室生长的类器官来实时准确地模拟患者对CAR-T细胞治疗的反应。这种类器官对治疗的反应反映了患者大脑中实际肿瘤的反应。也就是说，如果肿瘤衍生的类器官在治疗后缩小，患者的实际肿瘤也会缩小。相关研究结果于2024年12月9日在线发表在Cell Stem Cell期刊上，论文标题为“Patient-derived glioblastoma organoids as real-time avatars for assessing responses to clinical CAR-T cell therapy”。 论文共同通讯作者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院神经科学教授Hongjun Song博士说，“很难衡量GBM患者对治疗的反应，因为我们不能定期对大脑进行活检，而且很难基于核磁共振成像（MRI）从治疗相关的炎症中分辨出肿瘤生长。这些类器官非常准确地反映了个体大脑中发生的事情，我们希望它们将来可以用来‘了解’每名患者体内明显复杂的肿瘤，并快速确定哪种疗法对他们的个性化医疗最有效。” 一种称为CAR-T细胞疗法的治疗方法涉及对源自患者的T细胞进行重编程，以发现并摧毁体内特定类型的癌细胞。虽然这种疗法已被美国食品药品管理局（FDA）批准用于对抗几种血液癌症，但是科学家们一直在努力改造免疫细胞，以便成功地寻找和杀死实体瘤，比如GBM。近期的研究已表明，靶向两种脑瘤相关蛋白（而非一种）的CAR-T细胞疗法可能是减少复发性GBM患者实体瘤生长的一种有前景的策略。 论文共同通讯作者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院神经科学教授Guo-li Ming博士说，“GBM治疗如此困难的原因之一是这种肿瘤非常复杂，由几种不同类型的癌细胞、免疫细胞、血管和其他组织组成。通过利用患者实际肿瘤的微小部分而不是一种癌细胞培养出类器官，我们可以反映肿瘤在患者体内的存在方式，以及肿瘤生长的‘微环境’，这是现有的其他GBM模型所无法反映的。” 4.Cell子刊：我国科学家发现米替福新可以让衰竭的CAR-T细胞返老还童，提高它们治疗实体瘤的疗效 doi:10.1016/j.xcrm.2024.101869 为了克服T细胞衰竭，已经提出了各种策略，包括操纵参与T细胞衰竭的基因。TOX、NR4A、BATF、SNX9、CBLB、TGFBR2、ARID1A和REGNASE-1以及ROQUIN-1已被报道可诱导T细胞衰竭。敲除这些基因可以增强T细胞功能。此外，c-JUN、LTBR、IL-7或CCL19已被证明可以减轻CAR-T细胞衰竭，而且它们在多种研究中的过表达可以增强肿瘤消除能力。然而，CAR-T疗法治疗实体瘤的临床疗效仍然有限。此外，尽管ICB在治疗癌症患者方面取得了显著的临床成功，但只有一部分患者在治疗后获得了完全缓解。因此，发现有效的靶点和药物来克服目前治疗的局限性是非常可取的。 在一项新的研究中，来自中国科学院、中国科学院大学、北京中医药大学、北京干细胞与再生医学研究院、中国人民解放军总医院和深圳大学的研究人员开发出一个使用原代人类T细胞的功能性筛选平台，以鉴定能够使衰竭的T细胞恢复青春并提高其疗效的化合物。相关研究结果发表在2024年12月17日的Cell Reports Medicine期刊上，论文标题为“Miltefosine reinvigorates exhausted T cells by targeting their bioenergetic state”。 利用这个平台，这些作者对美国食品药品管理局（FDA）批准的药物进行了筛选，并发现以前用作治疗利什曼病的抗寄生虫药物的小分子米替福新（miltefosine）可以增强衰竭的CAR-T细胞的疗效。 鉴于PD-1/PD-L1阻断是增强衰竭的T细胞功效的机制和成功策略，这些作者测试了米替福新对功能低下的CAR-T细胞的影响是否依赖于PD-1/PD-L1通路。为了测试这一点，他们构建出敲除PDCD1基因（编码PD-1）的CAR-T细胞，发现米替福新仍然可以增强它们的效应功能。正如预期的那样，由于CAR-T细胞缺乏PD-1表达，抗PD-1抗体无法增强其效应功能。 5.Cell：科学家识别出能帮助癌细胞躲避CAR-T细胞免疫疗法的特殊蛋白 doi:10.1016/j.cell.2024.11.007 嵌合抗原受体（CAR）-T细胞免疫疗法治疗后B细胞恶性肿瘤患者的疾病长期持久缓解仍然不尽如人意，通常是由于患者机体的抗原逃逸所导致的，恶性B细胞转化和致癌生长依赖于有效的ATP合成，尽管其背后的潜在机制研究人员并不清楚。 近日，一篇发表在国际杂志Cell上题为“YTHDF2 promotes ATP synthesis and immune evasion in B cell malignancies”的研究报告中，来自希望之城贝克曼研究所等机构的科学家们通过研究找到了能帮助癌细胞躲避CAR-T细胞疗法的关键罪魁祸首，CAR-T细胞疗法能利用宿主机体的免疫系统寻找并杀死肿瘤细胞，这种疗法通常用于某些类型的白血病和淋巴瘤（诸如血液癌症），然而，一些狡猾的癌细胞已经学会了如何躲避宿主机体的免疫系统避免被破坏，相关研究结果有望帮助开发出更为个体化的疗法来改善癌症患者的生存情况。 文章中，研究者发现，名为YTHDF2的特殊蛋白在促进血液癌症的发生过程中扮演着重要角色，随后他们开发出了能靶向作用并抑制YTHDF2蛋白的新型药用化合物CCI-38，其能减少侵袭性血液癌症的生长，这种方法或能改善成功癌症疗法的可能性。Jianjun Chen博士说道，我们相信，利用CCI-38来靶向作用YTHDF2或能显著提高CAR-T细胞疗法对血液癌症细胞的治疗有效性。 目前治疗血液癌症的挑战之一是一种称之为“抗原逃逸”（antigen escape）的现象，这些疗法的一个关键靶点就是癌细胞上发现的名为CD19的蛋白。然而，在28%-68%的病例中，癌细胞会降低或失去CD19标志物，从而使得疗法的疗效降低，尽管研究人员正在研究能靶向作用多种组分的策略，但仍有近一半的患者会受到这一问题的影响。YTHDF2能开启帮助癌细胞产生稳定能量来源的基因的表达，从而促进细胞生长和扩散的能力，此外，这一蛋白还能通过降低在正常情况下诱发免疫系统检测并攻击癌症的抗原生物标志物的存在，从而帮助癌细胞隐藏自身，最后，在小鼠研究中，过量的YTHDF2就好像狼人（werewolf）的咬伤一样能将血细胞从健康状态转变为癌变状态。 研究者指出，减少对后续疗法的需求或能改善患者的长期生存情况并能减少疾病复发，同时还能减少疗法的副作用和医疗费用。揭示YTHDF2功能背后的生物学基础或能帮助研究人员开发出新型策略来预防肿瘤细胞躲避免疫监视，这或许有望帮助开发新型个体化疗法，从而治疗那些机体血液癌症对初期疗法没有反应或对基于T细胞的免疫疗法有初步反应后复发的癌症患者。 6.Nat Biomed Eng：通过工程化改造T细胞或能帮助癌症患者克服对CAR-T细胞疗法的耐受性 doi:10.1038/s41551-024-0128 对嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法耐药的发生往往通过多种机制，最明显的就是抗原丢失和肿瘤诱导的免疫抑制。近日，一篇发表在国际杂志Nature Biomedical Engineering上题为“Leucine zipper-based immunomagnetic purification of CAR T cells displaying multiple receptors”的研究报告中，来自纪念斯隆凯特琳癌症研究中心等机构的科学家们通过研究开发出了一种新方法，其或能为T细胞添加功能从而帮其克服嵌合抗原受体T细胞疗法（CAR-T细胞疗法）耐药的机制。 设计出基于亮氨酸拉链的细胞分拣系统 如今，CAR-T细胞疗法已经彻底改变了癌症的治疗，同时为一些血液癌症患者也提供了强有力的治疗选择，然而没有一种疗法是完美的，一些患者对CAR-T细胞疗法产生了一定的耐药性。Scott E. James教授说道，从历史上来看，在这一领域，人们试图克服肿瘤用来躲避免疫疗法攻击的个体化策略，由于当前的载体系统的DNA包装能力有限，因此对T细胞进行工程化修饰从而对多种策略抵抗一直面临着巨大挑战；这项研究中，我们开发出了一种新方法，其能促进对T细胞中的多种特征进行编码，旨在同时克服多种肿瘤逃逸机制。 通过联合研究后，研究人员设计了一种能利用双载体方法来将遗传信息容量加倍的系统，其能同时靶向作用多个抗原；同时这一系统还允许使用开关受体，其能将来自癌细胞的负信号转化为正信号，从而减少T细胞的耗竭，而T细胞耗竭是肿瘤逃逸的另一种机制；这种方法如今已经在高达四种抗原和三种开关受体中进行了相关测试，展现出了更好的抗肿瘤活性，即T细胞增殖地更多且寿命也更长，研究人员将其命名为zip-分拣系统（zip-sorting），其能为构建和比较新型细胞疗法提供一种强大的方法。 7.Nat Commun：科学家开发出工程化改造的CAR-NK细胞，或有望治疗人类急性髓性白血病 doi:10.1038/s41467-024-52388-1 目前人类中存在着多种形式的血液癌症，其统称为白血病（leukemia），急性髓性白血病（AML，acute myeloid leukemia）就是其中一种常见的白血病形式，其主要特征表现为患者机体早期血液细胞前体（即干细胞和由干细胞所发育而成的前体细胞）的降解。尽管这类白血病患者接受了强化的化疗，但也仅有20%-50%的患者在诊断和治疗后能存活5年时间，让患者疾病状况变得更加复杂的是，这些强化疗法会对其机体造血干细胞产生破坏性的影响，因此这往往也与患者机体较为严重的副作用存在关联，这就是为何目前研究人员迫切需要开发新型疗法的原因。 近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“CRISPR/Cas9 editing of NKG2A improves the efficacy of primary CD33-directed chimeric antigen receptor natural killer cells”的研究报告中，来自法兰克福歌德大学等机构的科学家们通过研究对CAR-NK细胞进行成功话改造，或有望作为对抗人类白血病的另一种替代方法。研究者解释道，免疫疗法能利用宿主机体免疫系统的天然力量来对抗恶性白血病细胞，作为这一疗法的一部分，癌细胞能被机体免疫系统中诸如T细胞的杀伤性细胞所识别，比如，T细胞表面有一种锁状结构，而癌细胞表面的相应结构就好像钥匙一样能插入其中，从技术角度来讲，T细胞的锁称之为“抗原受体”，而钥匙则称之为“抗原”。 如果钥匙在锁里，也就是说，如果抗原和抗体结合的话，T细胞就会杀死细胞，如今，研究人员就能定制抗原受体，从而使其能意识到一种特定的肿瘤特征；为此，研究人员从患者血液中纯化出T细胞，并利用遗传工程化技术插入所谓的嵌合抗原受体（CAR），其能结合多种蛋白质的特性，从而以一种特殊的方式使这种攻击针对特定肿瘤进行优化。配备了嵌合抗原受体的T细胞（CAR-T细胞）如今已经成功用于人类白血病的治疗，而另一种目前正在使用的杀伤性细胞就是所谓的自然杀伤性细胞（NK细胞），其并不是通过某些抗原来识别恶性细胞，而是依赖于其它表面的异常，如果再额外添加嵌合抗原受体的话，其就能以两种方式来对抗癌细胞，CAR-NK细胞的另一个优点在于迄今为止其几乎不会在临床研究中引起任何副作用。 8.Nat Immunol：CAR-T记忆细胞或能增强癌症疗法的疗效 doi:10.1038/s41590-024-02034-1 尽管嵌合抗原受体（CAR）T细胞能有效抵御B谱系恶性肿瘤，但CAR后患者疾病复发很常见，且对其它肿瘤的治疗疗效非常有限，这些挑战或能通过合理的操控来控制CAR-T细胞的功能来解决。 近日，一篇发表在国际杂志Nature Immunology上题为“Antigen experience history directs distinct functional states of CD8+ CAR T cells during the antileukemia response”的研究报告中，来自科罗拉多大学安舒茨医学院等机构的科学家们通过研究发现，一些用于抵御癌症和其它疾病的CAR-T细胞或携带着过去与细菌、病毒和其它抗原相遇时的记忆，而这一研究发现或能促使科学家们以更精准且靶向性的方式来制造细胞。 抗原经历史或能指导小鼠机体CAR-T细胞体外功能的多个方面 文章中，研究人员重点研究了CAR-T细胞，其是一种能抵御癌症，尤其是白血病和淋巴瘤的有效疗法，作为一种免疫细胞类型，T细胞能从患者血液中移除，随后进行修饰来靶向作用癌症并被重新输注回患者体内。如今，研究人员发现，其中一些细胞具有长期持久性的记忆，他们发现，即使经过大量改造过程将CAR插入到细胞中，过去与抗原接触过的CAR-T细胞的行为也与从未接触过抗原的细胞不同。 医学博士Terry Fry说道，与大多数药物不同，CAR-T细胞的产品并不统一，我们知道变异会存在，但这种变异的本质或许才刚刚开始被理解；而令人惊讶的是，过去与抗原的相互作用在细胞上或许留下了持久的印记。研究者发现，那些此前有抗原经历的“记忆细胞”或能快速杀死癌细胞但也会很快发生耗竭，且繁殖较慢，这或许就为潜在的复发打开了大门。与此同时，研究人员发现了一些有利的抗病能力，比如先天性细胞强大的扩张和对耗竭的耐受，其也并没有抗原经历；通过对两种细胞类型进行直接地比较后，研究人员就能识别出调节并改善细胞功能的特定基因靶点，他们发现，先天性细胞能通过靶向作用诸如RUNX2等基因来被特异性地增强，而相比记忆细胞而言，这些细胞的寿命也更长且繁殖速度更快。 9.Sciene子刊：免疫突触脂筏的分子动力学影响CAR-T细胞的癌细胞杀伤行为 doi:10.1126/sciadv.adq8114 在一项新的研究中，来自贝勒医学院、德克萨斯儿童癌症中心、休斯顿卫理公会医院和德克萨斯儿童医院的研究人员研究了CAR-T细胞与癌细胞结合的免疫突触的分子动力学如何影响抗癌活性。为此，他们针对两种最常见的CAR-T细胞如何杀死癌症提出了新见解。 相关研究结果发表在2025年1月10日的Science Advances期刊上，论文标题为“Molecular dynamics at immune synapse lipid rafts influence the cytolytic behavior of CAR T cells”。 单个CAR-T细胞杀伤靶细胞的动力学 在这项研究中，这些作者旨在了解具有不同信号结构域的CAR-T细胞如何在分子和细胞水平上发挥作用，为设计以最大限度地提高CAR-T细胞抗肿瘤活性的CAR分子奠定基础。 论文通讯作者、贝勒医学院和德克萨斯儿童癌症中心的儿科血液学和肿瘤学教授Nabil Ahmed博士说，“我们观察了两种不同类型的CAR-T细胞。第一种是CD28.ζ-CART细胞，它们就像短跑运动员，快速有效地杀死癌细胞，但它们的活性是短暂的。第二种是4-1BB.ζ-CART细胞，它们就像马拉松赛跑运动员，在很长一段时间内持续杀死癌细胞。” 10.Cancer Immunol Res：揭秘TBK1分子或许是克服肿瘤对CAR-T细胞疗法耐受性的关键 doi:10.1158/2326-6066.CIR-23-1011 如今，科学家们需要新的治疗性策略来改善嵌合抗原受体（CAR）T细胞治疗人类实体瘤的疗效，多种肿瘤微环境因素被认为能促进实体瘤对CAR-T细胞疗法的耐受性，而且使用临床相关生物样本来识别和分析这些因素的适当模型系统往往是有限的。 近日，一篇发表在国际杂志Cancer Immunology Research上题为“TBK1 Targeting Is Identified as a Therapeutic Strategy to Enhance CAR T-Cell Efficacy Using Patient-Derived Organotypic Tumor Spheroids”的研究报告中，来自麻省总医院等机构的科学家们通过研究识别出了TBK1分子或能作为克服CAR-T细胞疗法耐受性的关键。 那么到底是哪些因素促进了实体瘤对CAR-T细胞疗法的耐受性呢？尽管CAR-T细胞疗法被证明能有效治疗血液癌症患者，但由于包括肿瘤微环境在内的多种因素的影响，其在实体瘤治疗中的疗效却受到了限制；为此，研究人员利用一种特殊的肿瘤3D微流控模型来研究CAR-T细胞疗法耐受性背后的机制，CAR-T细胞被设计能靶向作用B7-H3（实体瘤中的一种常见抗原）。 尽管目前有多重不同的肿瘤3D模型可用，但其能忠实地再现肿瘤微环境中关键因素的能力却非常有限；研究人员利用患者机体衍生的器官型肿瘤球状体（PDOTS，patient-derived organotypic tumor spheroids），其是一种能复制肿瘤微环境关键特征的微生理性3D模型，能促使研究人员分析肿瘤和免疫细胞之间的相互作用。结果发现，当CAR-T细胞与靶向细胞首次相遇后，其表面的抑制性受体的表达就会增加，从而就会引起功能障碍并限制其有效性。（生物谷 Bioon.com）

关注并星标CPHI制药在线 褪黑素是一种主要由松果体产生的神经内分泌激素，同时也可由其他组织或细胞产生，如肠道、睾丸、骨髓、视网膜、胃肠道、唾液腺和人类淋巴细胞等。褪黑素的分泌有昼夜节律，褪黑素的夜间产生主要由位于下丘脑视交叉上核的昼夜节律时钟驱动，当视网膜感光神经节细胞受到光刺激时，褪黑素的合成和分泌减少，直到不再分泌为止，一般来说，褪黑素主要在夜间合成，其峰值血浆浓度在3 点至4 点，随后逐渐下降，而随着机体衰老，褪黑素的产生也逐渐减少。 褪黑素可通过受体和非受体介导的方式产生影响，在哺乳动物中，褪黑素通过与质膜受体、钙调素或孤儿核受体结合而发挥作用，而在动物细胞中，褪黑素主要通过膜结合的G 蛋白偶联受体发挥作用。目前已在哺乳动物中克隆了两种G蛋白偶联的褪黑素受体，包括褪黑素受体1（melatonin receptor 1，MT1）和褪黑激素受体 2（melatonin receptor 2，MT2），MT1 受体也称为Mell a受体，Mell a广泛分布于下丘脑的结节部和视交叉上核（suprachiasmatic nucleus，SCN），褪黑素与靶细胞中G蛋白偶联受体超家族的这些高亲和力受体的结合导致腺苷酸环化酶/环磷酸腺苷活性的抑制，并增加磷脂酶C/三磷酸肌醇的作用，参与细胞内信号转导过程。MT1 受体有两个亚群，MT1a 和 MT2b，在血管中，表达 MT1 受体的SCN 有助于调节昼夜节律和收缩血管，而MT2 受体，也称为 Mell b 受体，具有低亲和力，并参与磷酸肌醇水解、昼夜节律调节、血管扩张和炎症反应。 褪黑素是一种强大的抗氧化剂，与其代谢产物可直接清除自由基，褪黑素高度集中在线粒体中，可保护蛋白质、脂质，以及自由基引起的氧化损伤的DNA。此外，褪黑素能促进成骨细胞、软骨细胞和血管内皮细胞的增殖和分化，抑制骨吸收，限制氧化应激，有望成为多种骨病的主要或辅助治疗策略，在骨领域具有非常高的研究价值。 1、褪黑素具有抗炎和抗氧化功能 自由基的产生是骨降解的关键事件，有助于骨降解过程。褪黑素是直接的自由基清除剂和间接的抗氧化剂，通过激活抗氧化防御系统，维持骨髓间充质干细胞在长期传代后的自我更新和分化。当褪黑素在一定浓度下，其促成骨、抗炎和抗氧化作用可发挥到极 致。高葡萄糖环境会降低细胞活力并诱导细胞凋亡，而褪黑素可以影响 PERK-eIF 2 α-ATF 4-CHOP 信号通路减少内质网应激诱导的细胞凋亡，从而保护成骨细胞免受高糖诱导的变化。褪黑素也能缓解糖皮质激素所致的成骨分化障碍，这是通过骨形态发生蛋白/Smad 信号通路，并伴随由 Smurf2 介导的泛素化途径参与实现的。褪黑素在Akt/Nrf 2/HO-1 信号通路的激活也能缓解糖皮质激素诱导的成骨细胞凋亡，预防和改善糖皮质激素引起的骨质丢失。此外，褪黑素上调SIRT1/Nrf2/ 转化生长因子β/ 骨形态发生蛋白的表达，同时抑制核因子κB 通路和软骨基质降解的能力，表明褪黑素在减缓软骨退化和调节软骨再生方面的潜力。褪黑素的应用不仅能减轻实验诱导的大鼠根尖周炎的炎症并减少骨吸收，还有助于控制高脂饮食大鼠的根尖周炎病变。在小鼠的牙周炎模型中，褪黑素衍生碳点 (melatonin-derivedcarbon dots，MT-CDs)可通过调节 Nrf2/HO-1 信号通路来清除活性氧，防止细胞损伤和炎症因子的产生，缓解牙槽骨的退缩。 2、褪黑素对成骨细胞的作用机制 ① 褪黑素与成骨细胞分化 成骨细胞来源于间充质干细胞，其分化能力在骨骼发育过程中发挥重要作用。在动物及细胞实验中，通过检测血清中成骨分化相关生物标志物如碱性磷酸酶（ALP）、Ⅰ型前胶原氨基端原肽（PINP）、骨钙素（OCN）、成骨特异性转录因子2（RUNX2）、成骨相关转录因子抗体（osterix）含量以及蛋白质表达量的变化，发现使用褪黑素干预成骨细胞后分化相关生物标志物的表达增加。研究褪黑素干预地塞米松对成骨细胞分化的抑制作用时发现，PI3K/AKT通路的P-AKT蛋白以及BMP/Smad信号通路关键蛋白P-Smad 1/5/9表达升高，在使用PI3K/AKT通路抑制剂MK2206时，P-AKT 和P-Smad 1/5/9蛋白表达均降低，而应用BMP/Smad信号通路抑制剂LDN193189时，P-Smad 1/5/9蛋白表达降低，P-AKT无影响，说明褪黑素可通过PI3K/AKT、BMP/Smad信号通路缓解地塞米松对成骨细胞分化与矿化的抑制作用，并且PI3K/AKT信号可能是BMP/Smad信号的上游信号。 研究表明，Wnt信号通路作为BMP的下游，可以调节骨形成中的分化和矿化，Wnt配体与其受体结合，导致β⁃catenin易位到细胞核中，进而增强成骨细胞靶基因的表达。此外，糖原合酶激酶3β（GSK-3β）可以在没有Wnt配体的情况下诱导β⁃catenin的蛋白酶体降解，通过负性调控Wnt/ β⁃catenin信号传导间接影响成骨细胞的分化。研究发现褪黑素干预可激活成骨分化标志物Runx2、OCN等，成骨细胞中Wnt7b、β⁃catenin的mRNA以及蛋白的含量明显升高，同时激活 Wnt5α/ β、β⁃catenin磷酸化，使GSK-3β 的磷酸化降低，表明褪黑素通过直接/间接激活Wnt/β⁃catenin信号通路来促进成骨细胞的分化。而且褪黑素激活成骨细胞中Wnt5α/ β、β⁃catenin，抑制GSK-3β，可以被BMP抑制剂Noggin和ERK抑制剂PD98059所逆转，表明BMP、ERK可以从上游调控Wnt/β⁃catenin 通路，进一步说明褪黑素通过BMP/ERK/Wnt途径促进成骨细胞的成骨分化和矿化。 研究还发现褪黑素刺激了MAPK家族中C-JunN⁃末端激酶（JNK）、细胞外信号调节激酶（ERK）、P38丝裂原活化蛋白激酶（P38 MAPK）的磷酸化，表明褪黑素促进成骨细胞的分化也与MAPK信号通路有关。还有研究表明，成骨细胞中miR-497-5p 的过表达可增强ALP活性，增加OCN、COL-Ⅰ蛋白的表达水平及骨矿化面积，证明了miR-497-5p对成骨细胞的分化和骨基质矿化的促进作用，其机制可能与对Smurf2的负靶向调控有关。 ② 褪黑素与成骨细胞自噬 细胞自噬是对细胞内待降解的蛋白质、细胞器等进行包裹，形成自噬小体后依赖溶酶体进行降解，从而进行代谢循环和能量的更新利用。维持适当水平的自噬有利于细胞生理的稳态，但过量的自噬会对细胞造成损伤甚至凋亡。研究表明钛离子干预成骨细胞后，通过降低SIRT 3的表达，使SOD 2活性下降，引起线粒体内ROS水平升高，导致细胞发生自噬。褪黑素干预后SIRT3 蛋白表达升高，恢复了SOD 2的活性，进而发挥SOD 2对ROS的降解作用，使线粒体活性氧（mROS）下降，自噬蛋白LC3-Ⅱ表达降低，自噬体减少，细胞活性恢复，表明褪黑素对钛离子引起成骨细胞的自噬水平升高具有改善作用且此作用与调节线粒体内SIRT3/SOD2/mROS通路有关。 除了与氧化应激相关的SIRT3/SOD 2/mROS通路，研究人员还对Ras/Raf/MEK/ERK与 PI3K/AKT/mTOR两条经典的自噬调控信号通路进行了探索。细胞外信号调控的蛋白激酶（ERK）是MAPK家族中的一员，在一项应用人胎儿成骨细胞（Hfob119）进行的体外实验中，高糖导致自噬体形成的生物标志物微管相关蛋白轻链LC3和Beclin-1水平升高，p-ERK1/2蛋白表达增加，褪黑素干预后会使LC3、Beclin-1水平以及p-ERK1/2蛋白表达降低，表明褪黑素可以通过调节ERK通路来改善成骨细胞的自噬作用。 PI3K/AKT/mTOR通路主要包括磷脂酰肌3-激酶（PI3K）、AKT和哺乳动物雷帕霉素蛋白（mTOR）3个主要信号分子蛋白，其中mTOR对于调节成骨细胞的自噬水平至关重要。mTOR是氨基酸和ATP的感受器，在自噬过程中发挥门控作用，其活性是自噬体形成、成熟的关键。通过clinostat旋转模拟微重力作用于成骨细胞中，REK/AKT/mTOR蛋白的磷酸化水平显著降低，自噬蛋白LC3水平增加，增强了细胞自噬，但在使用褪黑素治疗后，可明显恢复ERK/AKT/ mTOR蛋白的磷酸化水平，使自噬蛋白LC3表达水平较前下降，并用竞争性褪黑激素受体拮抗剂卢吲哚处理后，发现可阻止褪黑激素诱导的LC3⁃Ⅱ水平下降。 说明褪黑素可通过增加ERK/AKT/ mTOR蛋白的磷酸化，使自噬体标志物的水平降低，从而对成骨细胞的自噬起到抑制作用。 不过，也有研究人员发现高浓度褪黑素会通过激活细胞膜钙离子通道，引起钙超载进而激活未折叠蛋白反应，导致发生内质网应激，从而对成骨细胞增殖产生抑制效应，激活自噬小体，自噬蛋白LC3-Ⅰ和LC3-Ⅱ表达增加，导致细胞自噬水平升高。其他实验也表明了高浓度褪黑素增强成骨细胞自噬的作用与抑制miR-200b的表达并增加MALAT1的表达有关。 参考资料： [1]王颖,郝楠,谢戬芳.褪黑素在骨关节炎中作用机制的研究进展[J].安徽医学,2024,45(06):794-797. [2]季明意,季欣意,徐俊峰.褪黑素促进骨再生机制及在口腔种植中的应用[J].中国组织工程研究,2025,29(18):3868-3876. [3]李富华,张锦玉.褪黑素对成骨细胞作用机制的研究进展[J].中国骨质疏松杂志,2024,30(11):1678-1682. 作者简介：小泥沙，食品科技工作者，食品科学硕士，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品的开发与研究。 智药研习社近期直播预告 扫码领取CPHI & PMEC China 2025展会门票 来源：CPHI制药在线 声明：本文仅代表作者观点，并不代表制药在线立场。本网站内容仅出于传递更多信息之目的。如需转载，请务必注明文章来源和作者。 投稿邮箱：Kelly.Xiao@imsinoexpo.com ▼更多制药资讯，请关注CPHI制药在线▼ 点击阅读原文，进入智药研习社~