嵌合抗原受體（CAR）T細胞療法自問世以來在攻克血液癌癥領域可謂是戰功赫赫，然而，CAR-T療法引發的細胞因子風暴卻使其發展頻頻受限。
近日，華東師范大學生命科學學院、上海市調控生物學重點實驗室、華東師范大學醫學合成生物學研究中心葉海峰研究員團隊經過六年半科研攻關，聯合在《PNAS》雜志發表了一篇題為Engineering genetic devices for in vivo control of therapeutic T cell activity triggered by the dietary molecule resveratrol 的文章，該研究為如何緩解CAR-T療法中的細胞因子風暴、腫瘤溶解綜合征等致命副作用提供了新的思路。
研究指出，通過“活體藥物”來平衡體內療效與毒性是解決CAR-T療法副作用的重要手段之一。因此，研究人員開發出一種通過葡萄酒成分“白藜蘆醇”調控的基因表達裝置，能保證 CAR-T細胞穩健擴增和連續激活，提高腫瘤免疫治療的安全性，實現對CAR-T細胞活性的精準控制。
https://doi.org/10.1073/pnas.2106612118
白藜蘆醇（RES）是一種非黃酮類多酚有機化合物，是許多植物受到刺激時產生的一種抗毒素，于1940年從毛葉藜蘆（Veratrum grandiflorum）的根中分離得到，可在葡萄葉及葡萄皮中合成，是葡萄酒和葡萄汁中的生物活性成分。
由于白藜蘆醇所具有的特殊的生物活性，人們對它的開發利用日益深入。2003年哈佛大學教授David Sinclair及其團隊研究發現白藜蘆醇可激活乙酰化酶，增加酵母菌的壽命，從而激發了人們對白藜蘆醇抗衰老研究的熱潮。隨著對白藜蘆醇機理研究的深入，科學家發現白藜蘆醇不僅能抗衰老，還可以將其應用于CAR-T腫瘤免疫治療當中。
在這項研究中，研究團隊將來自于一種惡臭假單胞菌中響應白藜蘆醇的轉錄阻遏蛋白TtgR、TtgR特異識別的操縱子DNA序列OTtgR和轉錄抑制子（KRAB）/激活子（VPR）等生物功能元器件進行理性設計、組裝和重編程，分別構建了白藜蘆醇調控轉基因表達的抑制系統（RES rep device）和誘導系統（RES ind device）。它們可被安裝到CAR-T細胞中充當“開關”，通過調整 RES 劑量和給藥時間來精確控制T細胞活性。
CAR-T細胞中的“開關”
為了驗證這種新型“開關”的性能，研究人員構建了快速異種移植白血病小鼠模型和侵襲性白血病小鼠模型，并將熒光蛋白 “mCherry”標記的 CD19 - K56 2 細胞植入小鼠體內，然后分別以口服（PO）與腹腔注射(IP)方式給小鼠服用不同劑量的白藜蘆醇后，研究發現，白藜蘆醇可精準調控RESind-CAR T細胞對腫瘤細胞的殺傷效果，延長小鼠的生存期。
RES ind -CAR T 細胞在 CD19 + K562 異種移植小鼠模型中的體內功效
盡管試驗數據顯示該轉基因表達控制裝置具有出色的調節性能，但從轉化的角度來看仍有改進的空間。鑒于口服白藜蘆醇的生物利用度低，因此白藜蘆醇控制裝置的響應靈敏度需要進一步優化。未來，研究人員將通過設計蛋白質結構改變反式激活因子或反式阻遏蛋白的特性，以獲得更敏感的設備。
RES ind -CAR 表達的可調性和動力學
