近日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員潘光錦團(tuán)隊(duì)在人多能干細(xì)胞來源基因工程化巨噬細(xì)胞抗腫瘤研發(fā)中取得新進(jìn)展，研究提供了一種大規(guī)模生產(chǎn)用于實(shí)體瘤治療的基因工程化巨噬細(xì)胞策略，并開發(fā)出一種功能增強(qiáng)型抗腫瘤基因工程化巨噬細(xì)胞。相關(guān)成果發(fā)表于《分子治療—方法與臨床開發(fā)》。

人多能干細(xì)胞來源的分泌IL12巨噬細(xì)胞抗腫瘤示意圖。受訪者供圖

巨噬細(xì)胞可以被募集并駐留在腫瘤微環(huán)境中，在腫瘤發(fā)生過程中發(fā)揮重要作用。與T細(xì)胞、NK細(xì)胞等其他免疫細(xì)胞相比，巨噬細(xì)胞具有更好的腫瘤浸潤能力，近年來其在實(shí)體瘤治療中引起廣泛的關(guān)注。腫瘤微環(huán)境存在多種免疫抑制機(jī)制，因此，基因工程化巨噬細(xì)胞已成為調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境，治療癌癥的一種新型策略。然而，巨噬細(xì)胞來源受限和基因修飾操作難等問題限制了巨噬細(xì)胞療法廣泛應(yīng)用。因此，開發(fā)更有效的方法來克服這些限制對于基因工程化巨噬細(xì)胞治療實(shí)體瘤至關(guān)重要。

該研究利用人多能干細(xì)胞定向體外誘導(dǎo)分化產(chǎn)生成熟巨噬細(xì)胞，從1個(gè)T150培養(yǎng)瓶106個(gè)人多能干細(xì)胞開始，1個(gè)月內(nèi)可產(chǎn)生109個(gè)以上的成熟巨噬細(xì)胞，從而克服細(xì)胞來源的局限性。研究者利用人多能干細(xì)胞無限自我更新的特性，通過基因編輯將IL12的基因靶向整合到人多能干細(xì)胞的特異性安全位點(diǎn)上，隨后通過上述分化體系產(chǎn)生穩(wěn)定分泌IL12的基因工程化巨噬細(xì)胞（iMac_IL12）。成熟巨噬細(xì)胞及成熟巨噬細(xì)胞_IL12表達(dá)巨噬細(xì)胞相關(guān)標(biāo)識(shí)物，具有典型的巨噬細(xì)胞特性，如吞噬和極化，在轉(zhuǎn)錄組水平與人外周血單核細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞相似。白細(xì)胞介素12（IL12）通過刺激NK細(xì)胞和T細(xì)胞來促進(jìn)免疫，具有改善腫瘤微環(huán)境的極大潛力。但是IL12的半衰期短，且系統(tǒng)給藥副作用較大。研究者發(fā)現(xiàn)通過靜脈移植，成熟巨噬細(xì)胞_IL12可以在小鼠體內(nèi)被招募并穩(wěn)定駐留在實(shí)體瘤組織中，降低其副作用。

接下來，研究者發(fā)現(xiàn)成熟巨噬細(xì)胞_IL12可以誘導(dǎo)PBMCs產(chǎn)生大量IFN-γ以增強(qiáng)免疫。在體外及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，成熟巨噬細(xì)胞_IL12對CD8+T細(xì)胞的維持、增殖和激活均具有積極作用，并且可以抑制T細(xì)胞的耗竭。此外，iMac_IL12顯著促進(jìn)T細(xì)胞對宮頸癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤和肺癌等腫瘤細(xì)胞系的殺傷。在小鼠CDX模型中，iMac_IL12聯(lián)合T細(xì)胞可以顯著抑制小鼠的腫瘤生長并延長生存周期，并在小鼠腫瘤轉(zhuǎn)移模型中同樣可以顯著降低腫瘤負(fù)荷，延長生存周期，并減少腫瘤細(xì)胞向主要臟器轉(zhuǎn)移。

該研究分化的成熟巨噬細(xì)胞可以克服巨噬細(xì)胞產(chǎn)品臨床應(yīng)用面臨的的來源障礙，避免了巨噬細(xì)胞在基因編輯和病毒整合中的安全性和低效性等問題。該基因工程化巨噬細(xì)胞顯示出T細(xì)胞依賴的強(qiáng)抗腫瘤作用，可以顯著抑制腫瘤生長和系統(tǒng)性轉(zhuǎn)移，提高癌癥存活率，為基因工程化巨噬細(xì)胞的研發(fā)和應(yīng)用提供了新的思路。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.omtm.2024.101204

來源：中科院