Cell | pTα通过增强mRNA翻译赋能CAR T细胞疗法，实现实体瘤的高效清除

撰文|细胞工程师

嵌合抗原受体T细胞（CAR T）疗法在B细胞白血病 、 淋巴瘤等血液肿瘤治疗中已取得显著成效 【1,2】 ， 但在实体瘤治疗中仍面临持久性不足 、 肿瘤微环境抑制及功能性耗竭等多重挑战 【3】 。 为突破这一瓶颈 ， 研究者不断探索新型CAR设计策略 ， 以期增强 CAR T细胞的扩增能力 、 体内持久性与抗肿瘤效力 。

近 日 ， 哥伦比亚大学欧文医学中心（ CUIMC ）的 Michel Sadelain 领导的研究团队在 Cell 杂志上发表了题为 pTα enhances mRNA translation and potentiates CAR T cells for solid tumor eradication 的最新研究论文 。 该研究创新性地将pre-T细胞受体（ pre-TCR ）中的pTα胞内结构域整合至CAR分子中 ， 构建出新型“1A CAR” ， 发现其可通过持续激活YBX1蛋白磷酸化 ， 增强mRNA翻译程序 ， 从而显著提升CAR T细胞在多种血液瘤与实体瘤模型中的扩增能力 、 细胞因子分泌及肿瘤清除效果 。 该研究不仅揭示了一条全新的CAR T细胞功能增强通路 ， 也为实体瘤的免疫治疗提供了新的思路与策略 。

在胸腺T细胞发育过程中 ， pre-T CR 在β选择阶段驱动胸腺细胞发生大规模增殖 ， 这一过程依赖于其特有的pTα链 【 4 , 5 】 。 pTα胞内尾部含114个氨基酸 ， 包含近膜区的66个氨基酸和羧基端 48个氨基酸的内化结构域 ， 具有促进 pre-T细胞 增殖与存活的潜力 【 6 】 。 研究团队假设 ， 将这一发育阶段的 pT α依赖的扩增特性引入CAR T细胞 ， 或许能够增强其功能持久性和抗肿瘤能力 。 因此 ， 研究团队首先将pTα的近膜区 66个氨基酸（称为“ 1A结构域 ”） 插入经典的19-28z CAR 的CD28与CD3ζ之间 ， 构建出19-28z-1A CAR 。 在NALM6白血病模型中 ， 19-28z-1A CAR T细胞表现出更强的肿瘤控制能力与小鼠生存优势 。 体外重复抗原刺激实验中 ， 1A CAR T细胞呈现累积性扩增优势 ， 至第15天时扩增倍数较传统19-28z CAR提高6–8倍 。 此外 ， 其在初次及多次抗原刺激后均能产生更高水平的IFNγ 、 TNF与IL-2 ， 细胞杀伤活性亦有所提升 。

研究团队接着探究19-28z-1A CAR T细胞的体内扩增及其细胞表型 。 在 NALM6 白血病模型中 ， 19-28z-1A CAR T细胞在回输后第2周起在骨髓与脾脏中积累显著多于19-28z CAR T ， 至第6周时仍维持较高数量 ， 并伴随更低的免疫检查点表达与更高的CAR表面表达 。 此外，19-28z-1A CAR T细胞在回输第 6周的骨髓与脾脏中累积数量也显著高于先前报道的可提升CAR T持久性的19-1XX CAR T细胞 【7】 。随后的转录组学分析结果显示 ， 第2周时 19-28z- 1A CAR T细胞中核糖体蛋白与mRNA翻译通路显著富集 ， 提示其通过维持 RNA 翻译活性增强细胞适应性与功能持久性 。

进一步的磷酸化蛋白质组学分析发现 ， 在抗原刺 48h后 ， 19-28z-1A CAR T细胞的磷酸化肽段显著多于 19-28z CAR T细胞 ， 其中关键差异蛋白为mRNA翻译调控因子YBX1 。 YBX1作为mRNA翻译调控关键分子 ， 其磷酸化可解除对靶mRNA的翻译抑制 ， 促进蛋白合成 。 进一步研究证实 ， 19-28z-1A CAR T 细胞能更持久维持YBX1的磷酸化 ， 从而可能通过延长mRNA翻译维持细胞功能活性 。 值得注意的是 ， 这种增强效应依赖于CD28胞内域与1A结构域的协同作用 ， 而在含4-1BB胞内域的 19-BBz CAR中引入1A结构域并未提升抗肿瘤效力或YBX1磷酸化水平 。 研究表明 ， CD28与1A结构域的组合可建立持久的mRNA翻译程序 ， 从而增强CAR T细胞的活化持续性 。

为了验证YBX1在CAR T细胞中的作用 ， 研究团队在对照（CTRL-KO）和YBX1敲除（YBX1-KO）的CAR T细胞中进行了重复NALM6刺激和单细胞RNA测序。研究发现 ， YBX1 缺失导致CAR T细胞扩增受损 、 翻译程序下调 ， 并加速T细胞向耗竭前体及耗竭状态分化 。 而过表达YBX1可部分恢复其功能 。 单细胞RNA测序分析进一步证实 ， YBX1缺失导致记忆亚群减少 、 耗竭亚群增加 。 随后的核糖体印记测序（Ribo-seq）与 YBX1 紫外交联免疫沉淀测序（ CLIP-seq ） 分析进一步显示 ， 19-28z- 1A CAR T细胞中YBX1直接结合并增强多个翻译相关基因（如 E IF3 D/3L/3G 、 TPT1互作基因 ）的翻译效率 。 此外 ， 19-28z- 1A CAR T 细胞中核糖体在起始密码子附近的停滞现象显著减少 ， T细胞 激活标志物（如IL-2、IFN G 、CD25、4-1BB）的mRNA翻译效率也显著提升 。

研究团队除了在白血病模型上证实 19-28z-1A CAR T细胞的功能活性 ， 进一步构建靶向CD70的70-28z-1A CAR ， 用于肾细胞癌（ RCC ）与胶质母细胞瘤（ GBM ）实体瘤模型的验证 。 在RCC原位模型中 ， 70-28z-1A CAR T细胞在外周血的数量明显多于 70-28z CAR T细胞 ， 并实现更持久的肿瘤控制 。 在GBM原位与皮下模型中 ， 70-28z- 1A CAR T细胞同样展现出更强的肿瘤清除能力与生存优势 。

考虑到前期研究报道1XX CAR可以通过减少免疫受体酪氨酸激活基序（ ITAM ）数量降低激活强度以增强持久性 【7】 ， 而目前的研究证实1A结构域则通过增强翻译来提升 CAR T 功能 。 因此 ， 研究团队将两者结合并构建了 19- 1XX-1A CAR T细胞 ， 发现在维持YBX1磷酸化的同时 ， 进一步提升了CAR T细胞的扩增与抗肿瘤活性 ， 并在 70- 1XX-1A CAR T细胞治疗 实体瘤模型中表现出更低水平的耗竭标志物 。 最后 ， 研究团队系统评估了1A CAR T细胞的体内安全性 。 血清细胞因子水平检测结果显示 ， 19-28z-1A CRA T细胞治疗组 并未引发更严重的细胞因子释放综合征 。 此外 ， 1A CAR T细胞在无抗原刺激下也未出现非特异性扩增或激活 ， 且在肿瘤清除后逐渐消退 ， 未出现长期体内存留或转化风险 。

综上所述 ， 本研究首次通过将胸腺发育中pre-TCR的pTα 1A结构域引入CAR设计 ， 成功构建出具有增强mRNA翻译能力的新型CAR T细胞 。 1A CAR通过持续的YBX1磷酸化 ， 激活eIF3复合物与TPT1互作网络 ， 提升全局翻译效率 ， 从而增强T细胞扩增 、 细胞因子分泌与体内持久性 ， 同时在血液瘤与实体瘤模型中展现出优越的抗肿瘤效果 ， 有望推动下一代CAR T疗法在实体瘤中的临床转化应用 。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.11.005

制版人： 十一

参考文献

1. Sadelain M, Rivière I, Riddell S. Therapeutic T cell engineering. Nature . 2017; 545(7655): 423-431.

2. June CH, Sadelain M. Chimeric Antigen Receptor Therapy. N Engl J Med . 2018; 379(1): 64-73.

3. Albelda SM. CAR T cell therapy for patients with solid tumours: key lessons to learn and unlearn. Nat Rev Clin Oncol . 2024; 21(1): 47-66.

4. von Boehmer H. Unique features of the pre-T-cell receptor alpha-chain: not just a surrogate. Nat Rev Immunol . 2005; 5(7): 571-577.

5. Aifantis I, Mandal M, Sawai K, et al. Regulation of T-cell progenitor survival and cell-cycle entry by the pre-T-cell receptor. Immunol Rev . 2006; 209: 159-169.

6. Aifantis I, Borowski C, Gounari F, et al. A critical role for the cytoplasmic tail of pTalpha in T lymphocyte development. Nat Immunol . 2002; 3(5): 483-488.

7. Feucht J, Sun J, Eyquem J, et al. Calibration of CAR activation potential directs alternative T cell fates and therapeutic potency. Nat Med . 2019; 25(1): 82-88.

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