중국과학원 산하 분자세포과학우수센터(생화학 및 세포생물학 연구소) Xu Chenqi 연구 그룹과 상하이 과학기술대학교 Wang Haopeng 연구 그룹은 '키메라 항원 수용체의 상분리 촉진' 이라는 제목의 논문을 발표했습니다.

본 연구는 TCR의 CD3ε 요소(E-CAR)를 전통적인 2세대 CAR 분자의 세포내 세그먼트에 도입하고 CD3ε의 서열을 최적화하여 세포막에서 E-CAR의 안정성을 향상시켰습니다. E-CAR 분자는 양이온-파이 상호작용을 통해 액체-액체 상분리(LLPS)를 생성하여 면역 시냅스의 형성과 성숙을 도울 수 있습니다. 이는 E-CAR 분자 자체의 신호 전달 기능을 향상시킬 뿐만 아니라 다음과 같은 보조자극 분자를 모집합니다. CD2와 마찬가지로 내인성 보조자극 신호를 더 잘 활용합니다. E- CAR-T 세포는 일반 CAR-T 세포에 비해 항원 민감도가 높고 지속적인 사멸 능력이 우수하며, 초기 종양 및 재발성 종양의 동물 모델에서 더 나은 항종양 기능을 입증했습니다. 현재 E-CAR은 임상 시험 단계에 진입했으며 좋은 적용 전망을 보여주고 있습니다.

상분리 가능한 E-CAR은 T 세포 면역 시냅스 성숙을 촉진하여 항원 민감성과 세포 수명을 향상시킵니다.

대부분의 T 세포의 TCR은 주로 항원 인식 하위 단위 TCRαβ와 신호 하위 단위 CD3εδ, CD3εγ 및 CD3ζζ로 구성됩니다. CD3 분자는 다양한 기능적 서열이 풍부하며 다양한 신호 분자와 결합하여 다양한 조절 기능을 발휘할 수 있습니다. 그 중 CD3ε 분자의 N-말단은 Basicamino acid-rich 서열(BRS), 이어서 Proline-rich 서열(PRS)로 이루어져 있고, C-말단은 면역수용체 활성화 티로신으로 구성되어 있습니다.

Xu Chenqi 팀과 공동 연구진의 예비 연구에서는 T 세포가 휴식 상태에 있을 때 BRS가 세포질막의 산성 인지질과 정전기적으로 상호작용하여 막 내 CD3e의 세포내 영역을 보호하여 T 세포가 과도한 기본 신호를 생성하는 것을 방지한다는 사실을 발견했습니다. Xu et al., Cell 2008) 항원이 TCR을 자극한 후 다량의 칼슘 이온 유입이 산성 인지질의 음전하를 중화시켜 BRS와 산성 인지질 사이의 정전기적 상호작용을 파괴하고 CD3ε 세포 내 도메인을 방출합니다(Shi et al., Nature 2013). CD3ε BRS 이어서 티로신 키나제 LCK와 정전기적 상호작용이 일어나 TCR-LCK의 액-액상 분리를 촉진하고, TCR의 인산화를 강화시키며, 나아가 LCK의 활성화를 촉진시킨다(Chen et al., PNAS 2023). 인산화된 CD3ε ITAM은 억제성 키나제 CSK를 모집하고, LCK 활성을 억제하고, TCR-LCK 상 분리를 깨뜨려 TCR 신호가 기준선으로 돌아가도록 하고 과도한 세포 활성화를 방지할 수 있습니다(Wu et al., Cell 2020).

그런 다음 Xu Chenqi 팀은 2세대 CAR 분자에 CD3ε를 도입하고 기능적으로 TCR을 더욱 유사하게 모방하는 1세대 E-CAR을 설계했습니다. 이번 논문에서 연구팀은 기존 2세대 CAR 분자의 상분리 현상이 약한 반면, E-CAR 1.0의 세포 내 신호 영역은 스스로 액체-액체 상분리를 형성할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이러한 상 분리는 주로 CD3ε의 기본 아미노산과 다른 신호 영역의 티로신에 의해 운반되는 파이 전자에 의해 형성된 양이온-파이 상호 작용에 의해 매개됩니다. 세포 수준에서 E-CAR 1.0은 세포 표면에 축적될 가능성이 더 높지만 막에서의 E-CAR 발현 수준은 기존 CAR보다 낮습니다. 이에 연구팀은 단백질 서열 최적화를 통해 상 분리에 필요한 기본 아미노산을 유지하고 막 발현 수준을 효과적으로 높이는 E-CAR 2.0(B6I) 버전을 구축했습니다.

28Z CAR, E-CAR 1.0, E-CAR 2.0 모드 다이어그램

T 세포가 표적 세포와 접촉하면 SMAC(고도로 정렬된 초분자 활성화 클러스터)가 형성됩니다. 성숙한 TCR 면역 시냅스는 일반적으로 TCR에 의해 형성되는 "황소의 눈"과 같은 구조의 중앙 SMAC(pSMAC)입니다. 포스파타제 CD45가 풍부한 접착 분자 LFA-1 및 원위 SMAC(dSMAC)에 의해. pSMAC와 dSMAC 사이에는 공동자극 수용체 CD2에 의해 형성된 화관 구조도 있는데, 여기에는 CD28, ICOS 등 다양한 공동자극 분자와 T 세포 신호를 공동으로 조절하는 PD-1 등 공동억제 수용체가 풍부합니다. . 다층적이고 질서 있는 면역 시냅스 구조는 신호의 효과적인 전달을 보장합니다. 많은 연구에서 CAR 분자는 고전적인 면역 시냅스 구조를 형성할 수 없는 것으로 나타났습니다. CAR 분자는 일반적으로 불규칙한 미세 클러스터 구조를 형성하여 항원 신호 전달이 비효율적이고 공동 자극 신호의 활용이 불충분합니다. TCR과 비교하여 전통적인 CAR 분자는 CD3ζ 사슬을 주요 신호 전달 하위 단위로만 활용합니다. 나머지 CD3 사슬의 손실로 인해 CAR이 성숙한 면역 시냅스를 형성할 수 없게 될 수 있습니다.

항원 수용체 응집은 면역 시냅스 형성의 기초이기 때문에 E-CAR 상 분리는 면역 시냅스 성숙을 촉진하여 cSMAC에서 E-CAR의 신호 전달 기능을 향상시킬 뿐만 아니라 말초에서 더 나은 CD2 화관 구조를 형성합니다. 공동 자극 신호를 중재하는 PI3K와 같은 신호 분자. 연구팀은 또한 E-CAR 면역 시냅스가 신호가 처음 증폭된 후 약해지는 역동적인 행동을 보이는 것을 확인했는데, 이는 TCR에 의해 형성되는 면역 시냅스와 매우 유사합니다.

다음으로 연구팀은 E-CAR-T 세포의 기능을 연구한 결과 약한 항원 종양 세포 에 대한 결합과 사멸이 더 강하다는 사실을 발견했습니다. 연구팀은 종양세포의 반복자극 모델을 확립함으로써 E-CAR-T 세포가 장기적으로 더 나은 살상효과를 갖고 종양세포를 제거하면서도 자가증식을 유지할 수 있다는 사실을 발견했다. RNA 시퀀싱 결과는 E-CAR-T 세포가 CD2 신호를 사용하여 기능적 피로를 완화할 수 있음을 보여 주며, 이는 CD2 화관 구조의 형성을 유도할 수 있는 현상과 일치합니다. E-CAR-T 세포는 혈액 종양 및 고형 종양의 초기 종양 동물 모델뿐만 아니라 재발성 혈액 종양의 동물 모델에서도 기존 세포보다 우수한 항종양 효과를 나타냈습니다.

요약하면, 이번 연구는 단백질 설계를 통해 새로운 상분리형 E-CAR 분자를 구축하고, 면역 시냅스의 질을 향상시켜 항원 감수성과 세포 지속성을 향상시켰으며, 동물모델에서 좋은 결과를 얻었습니다.

                                                                  ​               

안녕하세요 PnH 입니다

저희 PnH 는 기존의 폐쇄적이고 의존적이였던 암정보에서 벗어나,

원하면 누구나 언제든 찾을 수 있도록 '입증된 암정보의 공개'를 목표로 하고있습니다.

저희 PnH 는 전세계의 암환자분들에게 효과적이고, 입증된 암치료정보를 제공하며

루테시움, CAR-T 카티, TCR-T 티시알티, TIL 틸, 표적치료, 면역치료 등

신뢰도 높은 치료정보와, 검증된 논문을 직접 번역하여 제공하고 있습니다.

(때문에 자료의 불펌은 금지합니다.)

암종별 연구, 치료법, 임상 소식을 누구보다 빠르게 제공해 드리며

환자 스스로 정보를 제대로 알고, 찾고, 이해하실 수 있도록 많은 정보를 제공하기 위해 최선을 다하겠습니다.

감사합니다.

                                                                  ​